Topic: Stuurinrichting - stuurbekrachtiging

[bulldogs cabrio]

Een stuurinrichting is een systeem waarmee men een voertuig kan besturen. De stuurinrichting zorgt ervoor dat de bewegingen van het stuurwiel door de bestuurder wordt overgebracht op de wielen, waardoor het voertuig van richting kan veranderen.

In auto's wordt fusee besturing toegepast, in vrachtauto's wordt deze besturing met stuurbekrachtiging toegepast.


Voorasconstructie

De voorasconstructie is afgestemd op de fuseebesturing. Bij de meeste vrachtauto's en bussen wordt als vooras een vuistas toegepast. De astrap wordt met behulp van een fusee en fuseekogel aan het uiteinde van de vooras gemonteerd. De voorwielen zijn op deze manier verdraaibaar ten opzichte van de starre vooras.


Opbouw

Een stuurinrichting bestaat uit de volgende onderdelen:

    * Stuurwiel: hiermee wordt door de bestuurder de stuurinrichting in werking gesteld.
    * Stuuras: hieraan is het stuurwiel bevestigd, De draaiende beweging van het stuurwiel wordt via de stuuras overgebracht naar de stuurarm, de stuurarm brengt deze beweging over naar het stuurhuis.
    * Steunbuis: de steunbuis is een buis die de stuuras omhult. De steunbuis kan door middel van een mechanisme verstelbaar zijn.
    * Stuurhuis: dit is een metalen huis waarin de overbrenging zit die de draaiende beweging van de stuuras omzet in een sturende beweging.
    * Stangenstelsel: het stangenstelsel brengt de sturende beweging van het stuurhuis over naar de wielen. Dit stangenstelsel bestaat uit:
          o de pitmanarm
          o de stuurstang
          o de spoorstang
          o de stuurarm
          o de fusee-armen
    * Fusees en fuseepennen maken het zwenken van de wielen mogelijk


Stuurinrichting.
1 Stuur
2 Stuurkolom
3 Pignon (rondsel)
4 Stuurarm
5 Fusee-armen.




Stuurbekrachtiging

Stuurbekrachtiging of servo-stuur is een hydraulisch of elektrisch werkend mechaniek in de stuurinrichting van veel voertuigen. Stuurbekrachtiging dient om met minder krachtsinspanning te kunnen sturen: bij het sturen kan een wikkelingverlichting plaatsvinden van bijvoorbeeld een op drie. Als een bestuurder een moment van 60 Nm moet uitoefenen zonder stuurbekrachtiging, dan hoeft hij met stuurbekrachtiging nog maar 20 Nm aan draaikracht te leveren. De (auto)ontwerper kan dit voordeel ook omgekeerd benutten: hij kiest dan een andere overbrengingsverhouding voor de tandwielen in het stuurhuis. De bestuurder moet dan wel weer iets zwaarder draaien, maar hoeft het stuur voor de krapste draai nog maar één in plaats van anderhalf keer te draaien.


Werking

Het stuurhuis van een hydraulische stuurbekrachtiging bevat twee zuigers die met stangen verbonden zijn aan de wielen. Aan de automotor zit een oliepomp welke met een riem vanaf de krukas wordt aangedreven en olie onder druk vanuit een olietank naar het stuurhuis pompt. Het stuurwiel regelt via een klep in het stuurhuis de hoeveelheid olie die naar de zuigers wordt gestuurd die uiteindelijk de wielen naar links en rechts doen bewegen. De olie komt vanuit het stuurhuis weer terug in het reservoir. Bij rechtuitrijden of een kleine stuuruitslag stroomt de meeste olie via een omleiding. Het alternatief zou zijn om de pomp pas te starten als het stuur beweegt, maar het is onmogelijk om dit snel genoeg te doen. Dit geldt ook bij modernere systemen waar de pomp niet rechtstreeks door de motor maar door een elektromotortje wordt aangedreven; daarom gebruiken de nieuwste systemen helemaal geen hydrauliek meer: een elektrische bekrachtiging kan in miliseconden op gang komen. Volgens fabrikanten levert het overstappen naar een elektrisch systeem zelfs een brandstofbesparing tot vijf procent op


Nadelen

    * De pomp van hydraulische bekrachtiging loopt ook bij rechtuit rijden met de motor mee en verbruikt op die manier vermogen en dus brandstof. Een elektrisch systeem verbruikt energie die uiteindelijk door de dynamo en dus door de motor geleverd wordt. Volledig elektrische systemen zijn veel zuiniger doordat ze alleen stroom gebruiken als er gestuurd wordt.
    * Een volledig hydraulisch systeem kent veel onderdelen die aan de distributiezijde van de motor zitten, waar ook al de dynamo, rembekrachtiging en airco zitten. Dat kost de ontwerper en de monteur hoofdbrekers, maakt het systeem kwetsbaar en kost gewicht en ruimte.
    * Door (te)veel bekrachtiging neemt het gevoel in het stuur af, wat ´sportieve´ bestuurders als een nadeel ervaren.
    * Het stuur kan ook verdraaid worden als de auto stilstaat, wat tot slijtage van de banden kan leiden.


Geregelde bekrachtiging

In sommige auto's verandert de hoeveelheid bekrachtiging afhankelijk van de snelheid van de auto: licht sturen bij het parkeren, een goed stuurgevoel op hoge snelheid. Dit wordt meestal bewerkstelligd door een elektrisch bediende klep die de opbrengst van de pomp regelt. Een elektronische regeleenheid regelt op zijn beurt de klep. Sommige systemen doen dit alles echter volledig mechanisch.

Volledig elektrische systemen kunnen door elektronica met veel meer factoren rekening houden. Zo zijn er systemen die de bekrachtiging variëren met de stuuruitslag, en het is ook heel goed denkbaar om rekening te houden met de wensen van de bestuurder: een bodybuilder heeft andere noten op zijn zang dan een coureur, pianist of gehandicapte. Zo kan bijvoorbeeld de neiging van het stuur om terug te keren naar de rechtuitstand, de terugloop, apart ingesteld worden. De Fiat Punto kent een schakelaar waarmee het parkeren vingerlicht gaat. BMW combineert in zijn X3 en 5-serie de stuurbekrachtiging met een extra setje planetaire tandwielen waardoor een elektromotortje de overbrengingsverhouding voortdurend aanpast. Een vaste overbrengingverhouding is altijd een compromis: we willen niet dat de auto op de snelweg nerveus aanvoelt, dus een vrij grote stuuruitslag moet weinig reactie geven. Dat betekent ook bij het parkeren extra draaien. Door zowel kracht als overbrenging voortdurend aan te passen aan snelheid stuuruitslag en aandrijfkrachten hoopt men een natuurlijk aanvoelend stuur te combineren met prettig parkeren. Het is zelfs mogelijk om de besturing op het ene moment het gevoel van een racewagen te geven en op het andere moment van een scheepsroer.

bron: wikipedia