Zi: 31 mai 2016

O scurtă trecere prin istoria sistemului de direcţie

Cam la aşa ceva au ajuns înaintaşii noştri când s-au gândit să conceapa primul autovehicul…şi da, acesta a fost un Mercedes. Patentat în 1884 de către Karl Benz, acesta beneficia de un motor în patru timpi, cu un singur cilindru si o capacitate de 954cc, ce dezvolta o putere uimitoare de 0,75 CP la turatia de 400 rpm, fiind suficient de uşor astfel încât acesta putea atinge o viteză de 16 km/h.      Privind aceste cifre putem trage şi concluzia pentru care acesta era dirijat de o cârmă. Mulţi dintre noi s-ar fi gândit că volanul a apărut odata cu maşina. Sau ca ar fi fost cumva deja în mintea inventatorului ca fiind instrumentul perfect pentru acest lucru. Trebuie avut în vedere că la sfarşitul sec. XIX , atunci cand ideea de automobil a răsărit în mintea omului, sigura maşinărie inspiraţională ,din punct de vedere al direcţiei, de la acea vreme nu a fost altceva decât…barca.

Abia în anul 1894, în timpul cursei Paris-Rouen a fost momentul marcat în istorie ca fiind prima apariţie a ideei de volan convenţional aşa cum îl ştim noi astazi.

Acesta era montat pe un model Panhard, condus de catre Alfred Vacheron. După acest eveniment,  principiul de dirijare al roţilor directoare cu ajutorul volanului a prins repede la toţi producatorii de automobile de la acea vreme, astfel că până la începutul sec. XX a devenit o componentă importantă a maşinii.

După cum v-aţi fi imaginat să dai de volan pe-atunci nu era chiar atât de simplu, dat fiind faptul că toată operaţiunea era pur mecanică, şoferul fiind nevoit să tragă binişor de volan pentru a vira roţile, mai ales când maşina staţiona.

Au fost multe încercări de introducere a unui sistem de direcţie asistată ( peprincipiul reductorului pe la 1880, vacuumatic 1904, hidraulic 1902), dar niciunul nu a ajuns în producţia de serie. Abia pe la 1920 când Francis W. Davis, inginer de la Arrow Motor Car Company,încercând să facă viaţa mai uşoară şoferilor de pe camione, a reuşit să inventeze primul sistem de servodirecţie montat pe un automobil

Invenţia sa a fost recunoscută de către GM care a încheiat un contract cu Davis între 1931 şi 1943, pentru a monta sistemul de servodirecţie pe viitoarele modele de Cadillac, contract ce s-a stinsîn 1934 datorită crizei economice.

În 1936 lucrearea lui Davis a intrat în vizorul celor de la Bendix Corporation care au încheiat o întelegere cu acesta pentru a produce şi promova sistemul. Până in 1939 zece modele dotate cu sistemul de servodirectie al lui Devis au fost produse, dintre care doar două au fost vândute, coincidenţă sau nu, chiar celor de la GM care le-au montatpeunelemodele de Buick experimentale.

Abia după declanşarea celui de-al II-lea Război Mondial, sistemul de servodirecţie al celor de la Bendix împreună cu Davis a avut un moment important, după ce a fost montat pe un Chevrolet blindat al celor din armata britanica, ce doreau evident ca maşinăriile lor de război să poată fi manevrate cu uşurinţă pe câmpul de luptă. Astfel că până la sfârşitulrăzboiuluieraudotate cu sistem de servodirectiepeste 10,000 de vehicule.

Dupărăzboi, Chrysler aînceputdezvoltareapropriuluisistem de servodirectiebazatpemodelelepatentate ale lui Davis. Sistemul a fostmontatpe Chrysler Imperial sub numele de Hydraguide.

            Acesta a fost momentul ce a declansat competia dintre marii constructori de automobile, astfel ca pe la inceputul anilor `60 una din patru masini avea sistem de servodirectie.

            In present majoritatea automobilelor sunt dotate standard cu sistem de directie asistat, fie ca acesta este hidraulic, hibrid sau electric.

               Sistemul de servodirectie hidraulic utilizeaza lichidul de servo ce este actionat de catre o pompa antrena printr-o fulie de catre motor. Acesta este compus din: bielete de directie, capete de bara, axul cremalier, ax distribuitor, conducte, pompa, rezervor pentru lichid, coloana volanului. Pentru a mentine sistemul de servodirectie hidraulic in conditii optime, soferul trebuie sa stie sa verifice nivelul lichidului de servodirectie. Acest lucru se face foarte usor prin simpla inlaturare a capacului de la rezervorul lichidului, ce are atasat o tija gradata cu minim si maxim.

Servodirectia ajuta soferul sa vireze mai usor prin cresterea efortului de directie al volanului.           Elementele de acționare hidraulice sau electrice adauga controlat energie la mecanismul de direcție, astfel încât șoferul poate exercita mai puțin efort pentru a vira roțile directoare în timpul mersului, și pentru a minimiza considerabil efortul fizic necesar pentru a misca roțile atunci când autovehiculul este oprit sau se deplasează încet.

Cel mai raspandit model de pompa de servodirectie este cea cu paleti. Aceasta creaza presiune in sistemul de servodirectie generata de catre un rotor actionat printr-o curea de catre motorul termic al automobilului.

Un alt model de pompa servo intalnit pe unele modele mai recente de autovehicule este cea actionata de catre un motor electric. Aceasta este intalnita la sistemele de servodirectie hibrid cunoscute sub numele de sistem de directie electro-hidraulic sau EHPS (electro-hydraulic power steering). Singura diferenta dintre sistemul hidraulic si cel hibrid este tipul de actionare al pompei, in rest principiul este acelasi. Avantajul acestui sistem in detrimentul celui cu pompa clasica este economia de combustibil, motorul fiind usurat de sarcina actionarii pompei.

Sistemul de servodirectie hidraulic, precum si sistemul de servodirectie hibrid necesita conducte, o pompa, lichid de servodirectie. Toate acestea pot fi eliminate din ecutie. Nu pare mult, insa daca privim vibratiile si zgomotul create de pompa, necesitatea amplasarii acesteia in compartimentul motorului astfel incat aceasta sa fie accesibila pentru mentenanta, reprezenta minusuri. Desi conductele si lichidul hidraulic par lucruri simple, scurgerile insa pot deveni mari batai de cap.

Fiind in era senzorilor, sistemul de servodirectie hibrid a reprezentat rampa de lansare catre sistemul de directie electric.

Acesta reprezinta un pas foarte important in tendinta simplificarii sistemului, dar mai ales a reducerii consumului de combustibil si implicit a nivelului de noxe emanate in atmosfera. Cel mai mare beneficiu al soferilor este desigur economia de carburant, deoarece sistemul de servodirectie electric consuma energie doar in momentul in care se vireaza, in rest acesta are consum zero, spre deosebire de celelalte doua sisteme discutate anterior care consuma energie si combustibil indiferent de situatie. Primul model de serie cunoscut cu sistem de directie electrica a fost Honda NSX.

Principalii producatori de sisteme de servodirectie electrica sunt Visteon si ZF. Majoritatea modelelor noi de automobile sunt echipate cu acest tip de directie asistata. Ca si principiu de functionare, acesta foloseste doi senzori. Unul ce primeste informatii de la volan, iar cel de-al doilea este un senzor de pozitie ce transmite informatii de la caseta de directie catre modulul electronic. Alte variabile precum viteza de deplasare sau acceleratiile laterale ale automobilului pot fi utilizate pentru a modifica asistenta la virare pentru o mai buna senzatie la volan.

Datele si statisticile arata ca in urmatorii ani sistemul de servodirectie electric va inlocui sistemul traditional de servodirectie hidraulic, principalul motiv fiind economia de combustibil care ar fi undeva la 5 %.