Servodirecția – elemente și noțiuni tehnice utile fiecărui conducător auto

Sistemul de direcție este unul dintre cele mai importante ansambluri tehnice constructive ale unui autovehicul, deoarece de acest sistem depinde manevrarea automobilului cu ajutorul roților directoare în sensul direcției de mers sau în sensul efectuării corecte și eficiente a manevrelor de virare.

De-a lungu timpului, de la inventarea și diversificarea producției de masă a automobilelor, direcția a fost și continuă să fie elementul tehnic care, practic, determină exploatarea acestor vehicule prin intermediul comenzilor provenite de la șoferii care acționează volanul. Dacă la începuturile sale sistemul de direcție era construit într-un mod simplu, exclusiv mecanic, forța de acționare a mecanismului de comandă fiind transmisă în mod aproape echivalent către transmisia direcției, în timpurile moderne, sarcina fizică a conducătorilor auto este considerabil ușurată prin implementarea sistemelor de servodirecție sau, așa cum mai sunt denumite, de direcție asistată.

În acest articol vei afla mai multe detalii despre servodirecția care este prezentă azi pe aproape toate modelele de mașini noi sau de mașini rulate, despre modul de acționare al servodirecției, tipurile de servodirecție existente, precum și câteva informații despre eventualele probleme ale acestui mecanism și cum le poți recunoaște înainte de a ajunge cu mașina la un service auto pentru o diagnosticare profesionistă.

Ce este servodirecția și ce înseamnă acest ansamblu ca importanță în construcția și operarea autovehiculelor moderne?

Servodirecția, cunoscută și sub denumirea de direcție asistată, este un sistem utilizat la autoturisme și la autovehicule de transport marfă și pasageri cu scopul de a asista șoferul în efectuarea manevrelor pentru imprimarea direcției dorite de deplasare a vehiculului. Virarea unui autovehicul se poate realiza doar pe baza unei forțe de virare imprimate elementului sau mecanismului de comandă, forță care este transferată prin sistemul de transmisie a direcției către mecanismele roților.

Forța de acționare a volanului poate varia în funcție de efortul fizic depus de șofer la manevra acestuia în timpul deplasării sau în timpul staționării, de masa vehiculului, de eventualele neregularități ale suprafeței de rulare care sunt transmise direct în volan. Astfel, în diverse cazuri, operarea unui autovehicul fără ajutorul servodirecției poate fi destul de solicitantă pentru conducătorii auto.

Sistemele neasistate de direcție sunt alcătuite din mecanisme de acționare be baza unor piese denumite melc globoidal și rolă ori pe baza sistemului cu pinion și cremalieră. Inițial, servodirecția a fost introdusă la autovehicule de tonaj mai mare, de transport marfă sau de pasageri precum și în cazul vehiculelor militare grele. În timp, servodirecția a fost introdusă în construcția de serie a majorității autovehiculelor, azi fiind întâlnită atât la mașini noi, cât și la mașini rulate în aproape orice piață de profil.

Sistemul de servodirecție utilizează uleiul sub presiune sau un servomotor electric care este controlat de o unitate de comandă a direcției pentru a furniza o forță suplimentară sistemului de direcție. Astfel, șoferului îi este mai ușor să rotească volanul, în special la viteze mici sau când vehiculul este oprit, momente în care necesarul de forță de acționare în cazul sistemelor de direcție neasistate era foarte ridicat.

Scopul principal al servodirecției este de a oferi o reacție și o precizie îmbunătățite atunci când se conduce un vehicul. Prin utilizarea mecanismului de servodirecție hidraulică bazate pe presiunea generată de pompa de servodirectie sau prin folosirea mecanismului de servodirecție electrică bazate pe servomotor, care este capabil să facă ajustări rapide și precise, sistemul de direcție al vehiculului poate răspunde mai rapid și mai precis la comenzile șoferului. Acest lucru poate oferi o serie de beneficii, inclusiv o manevrabilitate substanțial îmbunătățită, o siguranță sporită la drum și, mai ales, reducerea semnificativă a oboselii șoferului, în special la sesiuni îndelungate de condus.

Unul dintre principalele beneficii ale servodirecției este, așa cum s-a menționat deja, îmbunătățirea manevrabilității. Forța suplimentară furnizată de servomotor sau de sistemul hidraulic face ca șoferului să-i fie mult mai ușor să întoarcă volanul în ciuda masei mari a vehiculului și a rulării la viteze reduse sau chiar pe loc. Acest lucru poate fi deosebit de util mai în special la conducerea vehiculelor mai grele, cum ar fi camioanele și autobuzele, sau pentru autoturismele cu un raport putere/greutate ridicat. De asemenea, servodirecția permite viraje mai precise și mai controlate, ceea ce poate fi un atu foarte important în spații înguste sau atunci când se încearcă evitarea rapidă a obstacolelor de pe șosea.

Un alt beneficiu al servodirecției este siguranța sporită la drum. Forța suplimentară furnizată de servodirecție face ca șoferului să-i fie mult mai ușor să mențină controlul vehiculului în situații de urgență, cum ar fi atunci când virează brusc, neașteptat, pentru a evita un accident sau când încearcă să recâștige controlul unui vehicul care derapează pe un drum acoperit de gheață sau de zăpadă și în condiții de acvaplanare. În plus, capacitatea de reacție și precizia îmbunătățită a sistemului de servodirecție pot face ca șoferul să conducă cu un control mult mai fin asupra comportamentului general la drum al mașinii.

Servodirecția ajută, de asemenea, la prelungirea timpului de instalare a oboselii șoferului, în special în cazul călătoriilor lungi. Forța suplimentară furnizată de servodirecție înseamnă că șoferul nu trebuie să depună un efort atât de mare pentru a manevra volanul și astfel se reduce tensiunea musculară și oboseala. Servodirecția este, din acest punct de vedere, benefică pentru șoferii în vârstă sau pentru cei cu limitări fizice rezultate din anumite afecțiuni.

Servodirecția electrică și alte tipuri de servodirecție existente și operabile

Sistemele clasice de direcție includ direcția cu pinion și cremalieră și direcția cu mecanism tip melc globoidal.

Sistemul de direcție cu cremalieră și pinion se folosește de o cremalieră care convertește mișcarea rotativă în mișcare liniară și un pinion care convertește mișcarea liniară înapoi în mișcare rotativă, permițând rotirea volanului de direcție. Acest sistem era utilizat pe scară largă la vehiculele mai mici, acestea fiind relativ simplu și ieftin de reparat. Cu toate acestea, sistemul clasic de direcție cu cremaliera și pinion este mai puțin precis decât alte tipuri de sisteme și este posibil să nu ofere atât de mult feedback pentru șofer.

Sistemul de direcție cu melc globoidal utilizează angrenaje pentru a converti mișcarea rotativă în mișcare liniară și o articulație cu bilă pentru a converti din nou mișcarea liniară în mișcare rotativă. Acest sistem este, în general, considerat mai puțin precis decât sistemele cu cremalieră și pinion, dar este relativ ieftin și simplu de întreținut. Era utilizat mai ales la vehiculele mai vechi și la camioanele de mare tonaj.

Sistemele moderne de servodirecție au fiecare propriile caracteristici și avantaje unice. În rândurile următoare vor fi ilustrate cele mai comune tipuri de sisteme de servodirecție și caracteristicile acestora.

Primul tip modern de sistem de direcție asistată care a apărut și a fost implementat în ansamblul autovehiculelor este servodirecția hidraulică. Acest sistem de direcție utilizează o pompă de servodirecție pentru a presuriza un fluid, de obicei un ulei special, care este apoi utilizat, sub presiune, conform principiilor fizicii hidraulice, pentru a furniza forța suplimentară necesară pentru a roti volanul. Acest tip de sistem este, în general, considerat a fi foarte fiabil, deoarece fluidul (uleiul de servodirecție) nu este susceptibil la deteriorări cauzate de probleme electrice sau electronice dacă circuitul ermetic în care se află nu suferă deteriorări. Servodirecția hidraulică este, de asemenea, comună la mașinile mai vechi și la vehiculele mici. Cu toate acestea, poate fi mai puțin eficientă decât alte tipuri de sisteme și necesită o întreținere regulată, cum ar fi schimbarea uleiului și a furtunurilor care pot îmbătrâni sau fisura la anumite intervale de timp. De asemenea, problemele servodirecției hidraulice pot apărea odată cu defectarea pompei specifice precum și la uzarea garniturilor sau a furtunurilor de presiune care pot prezenta scurgeri și conduce astfel la diminuarea cantității necesare sau la lipsa totală a uleiului de servodirecție din sistem.

Al doilea tip modern de sistem de direcție asistată este servodirecția electrică (EPS), care utilizează un motor electric pentru a furniza forța suplimentară necesară pentru a roti volanul. Motorul electric este controlat de un computer, care primește informații de la manevrele efectuate de șofer asupra volanului și trimite instantaneu semnale motorului pentru a face ajustările necesare. Acest tip de sistem este considerat mai eficient decât sistemele de servodirecție hidraulică și este mai frecvent întâlnit la mașinile noi deși există și o gamă largă de mașini rulate, destul de vechi, care sunt prevăzute cu acest sistem.

Un avantaj esențial al servodirecției asistate electric (EPS) este acela că sistemul este mai puțin predispus la scurgeri sau probleme cu furtunurile și, în general, este mai puțin costisitor de reparat la service-urile auto specializate.

Un alt tip modern de direcție asistată este sistemul de servodirecție electrică cu asistență la coloana de direcție, care este similar cu sistemele deja clasice de tip EPS, dar, în acest caz particular, motorul electric și unitatea de control sunt integrate direct în coloana de direcție. Acest mode de dispunere permite un design mai compact și oferă, în același timp, o sensibilitate superioară a direcției. Acest tip de sistem este, în general, considerat a fi mai precis și mai receptiv decât alte tipuri de sisteme de direcție asistată și se regăsește în mod obișnuit la mașinile noi sau la mașinile rulate de lux.

Simptome ale lipsei de ulei la servodirecția hidraulică, alte probleme ce pot apărea la sistemele de direcție asistată și cum pot fi acestea recunoscute

Sistemul de servodirecție este o componentă importantă a unui vehicul care ajută la asigurarea unei experiențe de conducere netede și receptive. Cu toate acestea, ca orice sistem mecanic sau electronic, poate apărea diverse defecțiuni care pot cauza probleme șoferului la drum. Înțelegerea principalelor simptome de defecțiune a servodirecției hidraulice sau electrice și a cauzelor acestora poate ajuta șoferii să aibă cel puțin o idee despre aceste probleme, din timp, și să ia astfel decizia rapidă de a ajunge cu mașina la un service auto pentru diagnosticare completă și eventuale reparații înainte ca situația să devină mai gravă.

Unul dintre cele mai frecvente simptome ale defecțiunilor servodirecției este dificultatea de a roti volanul. În cazul direcției asistate electric (EPS), dacă servomotorul electric nu funcționează corect, este posibil ca acesta să nu poată furniza forța suplimentară necesară pentru a întoarce volanul, ceea ce face mai dificilă manevrarea vehiculului de către șofer. Acest lucru poate fi sesizat în special la viteze mici sau când vehiculul este oprit din mers cu motorul pornit și se efectuează manevre de rotire a volanului pe loc.

Un alt simptom comun al unei defecțiuni a servodirecției este un volan cu o manevră slăbită sau laxă ori atunci când vehiculul nu răspunde la direcția imprimată de volan. În cazul direcției asistate electric, dacă servomotorul nu furnizează cantitatea corectă de forță, volanul poate da senzația că este slăbit sau că nu răspunde, ceea ce face dificil pentru șofer să mențină controlul asupra vehiculului. Acest lucru poate fi cauzat de o defecțiune la servomotor sau la unitatea de comandă a direcției, care poate să nu trimită semnalele corecte către servomotor.

Un al treilea simptom al unei defecțiuni a servodirecției este reprezentat de zgomote ciudate care pot proveni de la volan sau din zona punții față a vehiculului. Aceste zgomote pot include sunete de măcinare, scârțâit sau huruit. Aceste zgomote pot fi cauzate de o problemă la servomotor, la cremaliera sau pinionul de direcție – în cazul sistemelor de direcție clasice sau la alte componente ale sistemului de direcție, cum ar fi rulmenți uzați sau angrenaje deteriorate.

Un al patrulea simptom al funcționării defectuoase a servodirecției este reprezentat de vibrațiile volanului. Aceasta vibrație poate fi cauzată cel mai adesea de o problemă la roți, cum ar fi montajul defectuos al pneurilor, fără o echilibrare adecvată sau uzarea peste măsură ori neuniformă a cauciucurilor. Cu toate acestea, dacă vibrațiile apar împreună cu alte simptome, cum ar fi zgomote ciudate sau dificultăți în rotirea volanului, ar putea fi rezultatul unei probleme la servomotor sau la sistemul hidraulic de direcție, după caz.

În plus față de simptomele menționate mai sus, există și alte semne care pot indica o defecțiune a sistemului de servodirecție hidraulică, cum ar fi scurgerea lichidului (uleiului) de servodirecție sau mirosul persistent de ars provenit din zona sistemului.

Principalele cauze ale defecțiunilor servodirecției pot fi deci legate de componente uzate sau deteriorate, probleme cu servomotorul sau unitatea de control a direcției sau probleme cu lichidul de servodirecție și cu etanșeitatea sistemului hidraulic, ori cele legate de defectarea pompei hidraulice de servodirecție. Problemele cu servomotorul sau cu unitatea de control a direcției pot cauza probleme legate de cantitatea de forță furnizată, ceea ce face ca volanul să se simtă slăbit sau să nu răspundă. În fine, problemele legate de lichidul de servodirecție, cum ar fi nivelurile scăzute de ulei sau contaminarea prin compromiterea etanșeității sistemului închis, pot conduce la funcționarea defectuoasă a direcției..

Este important de reținut că întreținerea regulată, cum ar fi verificarea nivelului lichidului de servodirecție și înlocuirea acestuia dacă este necesar, verificarea furtunurilor și a altor componente ale sistemului precum și efectuarea regulată a unei inspecții vizuale a sistemului de către mecanicii unui service auto pot ajuta la prevenirea problemelor cu sistemul de servodirecție și pot prelungi durata de viață și de utilizare a acestuia.

În concluzie, există mai multe tipuri diferite de sisteme de servodirecție disponibile, fiecare cu propriile caracteristici și avantaje unice. Sistemul de servodirecție hidraulică este fiabil și poate fi întâlnit la mașinile ceva mai vechi percum și la cele de mare tonaj. Sistemul de servodirecție electrică este mai eficient și se găsește la vehiculele recente alături de sistemul EPS, mai avansat tehnologic, cu asistență pe coloană și care este cel mai precis și mai receptiv sistem de direcție asistată.

Sursa foto: Pixabay.com