Kemudi rack and pinion diam-diam mendominasi dunia otomotif. Saat ini, ini adalah perlengkapan standar di semua kendaraan, mulai dari city car kompak hingga SUV besar. Sistem ini elegan dalam kesederhanaannya. Tabung logam pelindung berisi serangkaian roda gigi pinion yang mengubah gerakan tangan menjadi gerakan fisik.
Inti dari sistem ini adalah perangkat gigi pinion rack-and-pinion. Rak adalah gigi pinion memanjang yang gigi-giginya sama panjang. Letaknya di dalam tabung logam dengan kedua ujungnya mencuat. Di ujung ini terpasang batang pengikat. Batang-batang ini bertindak sebagai penghubung antara mekanisme dalam dan dunia luar.
Aksinya dimulai dari atas. Roda gigi pinion dipasang ke poros kemudi yang memanjang ke bawah dari roda kemudi. Saat roda diputar, poros memutar roda gigi pinion. Roda gigi pinion mengikat gigi rak dan mendorong rak dari sisi ke sisi. Gerakan linier ini disalurkan melalui tie rod ke steering arm, yang dihubungkan dengan spindel roda.
Mekanisme ini menjalankan dua fungsi penting secara bersamaan. Pertama, ubah gerak rotasi roda kemudi menjadi gerak linier yang diperlukan untuk memutar roda. Kedua, memberikan pengurangan gigi pinion. Pengurangan ini adalah kuncinya. Hal ini membuat memutar roda jauh lebih mudah daripada memasang roda langsung ke porosnya.
Kebanyakan kendaraan modern memerlukan tiga atau empat putaran roda kemudi untuk berpindah dari satu kunci ke kunci lainnya. Yaitu rentang dari belokan paling kiri hingga belokan paling kanan. Kisaran ini ditentukan oleh rasio kemudi.
Memahami Rasio Kemudi
Rasio kemudi adalah hubungan matematika sederhana. Bandingkan memutar roda kemudi dengan seberapa banyak roda mobil berubah arah. Jika satu putaran kemudi (360 derajat) menyebabkan roda mobil berputar 20 derajat, perbandingannya adalah 18:1.
Angka yang lebih besar berarti diperlukan lebih banyak putaran roda untuk sudut tertentu. Tapi itu juga berarti lebih sedikit pekerjaan fisik. Pengurangan gigi menyebabkan pengangkatan yang berat.
Di sinilah preferensi pengemudi berperan. Kendaraan yang lebih ringan dan sporty biasanya memiliki rasio kemudi yang lebih rendah. Semakin kecil rasionya (misalnya 12:1), semakin cepat mobil bereaksi. Anda membuat masukan kecil, dan roda langsung bereaksi. Ini penting untuk kelincahan dalam performa mobil. Kendaraan ini cukup ringan sehingga memungkinkan pengemudi mengatasi stres yang meningkat tanpa merasa seperti melayang tanpa bantuan tenaga.
Truk yang lebih besar dan sedan keluarga sering kali menggunakan rasio yang lebih tinggi. Prioritasnya di sini adalah stabilitas dan beban kerja yang lebih rendah saat berkendara di jalan raya. Anda tidak memerlukan respons yang gelisah; Diperlukan kontrol yang stabil.
Beberapa pabrikan telah menemukan jalan tengah yang masuk akal dengan kemudi rasio variabel. Sistem ini memodifikasi gearset rack-and-pinion. Jarak gigi pada rak tidak merata. Di bagian tengah, celah antar gigi menjadi lebih detail. Ini memberikan respons cepat yang diperlukan saat memulai belokan. Saat roda kemudi mendekati batas putarannya, jarak gigi pinion menjadi lebih kasar. Hal ini mengurangi upaya yang diperlukan untuk mengunci roda sepenuhnya, mengurangi parkir dan manuver yang ketat.
Sistem Rak dan Pinion Daya
Menambahkan bantuan daya ke persamaan akan sedikit mengubah desain. Kebanyakan pengemudi mengandalkan sistem power rack-and-pinion. Unit-unit ini mengintegrasikan bantuan hidrolik atau listrik langsung ke rakitan rangka. Prinsip dasarnya tetap sama. Pinion masih menggerakkan rak. Namun saat ini, hidrolik dan motor listrik menyediakan kekuatan tersebut.
Bantuan ini bervariasi. Ini bervariasi sesuai dengan kecepatan kendaraan. Bantuan terbesar diberikan saat berkendara dengan kecepatan rendah, seperti parkir paralel. Anda dapat memutar roda yang berat dengan satu jari. Bantuan tenaga berkurang saat berkendara dengan kecepatan tinggi. Hal ini mencegah mobil terasa kabur atau terlalu sensitif terhadap masukan kemudi yang kecil. Umpan balik menjadi lebih berat dan mempengaruhi pengemudi
Mekanisme bantu
Ini bukan sihir. Sistem hidrolik roda kemudi yang mengangkat beban berat.
Ada silinder di dalam rumah rak. Di tengah silinder ada piston. Piston terkunci pada rak itu sendiri. Oleh karena itu, ketika piston bergerak, rak juga ikut bergerak. Periode.
Cairan masuk melalui dua port. Letaknya di sebelah kiri. Itu di sebelah kanan.
Begini caranya: pompa cairan bertekanan tinggi pada salah satu sisi piston. Perbedaan tekanan memaksa piston untuk meluncur. Slide mendorong rak. Tiba-tiba, setir tak lagi terasa seperti memutar batu kilangan.
Ini adalah sistem yang membantu tekanan hidrolik. Katakan saja pada mereka.
Tapi bagaimana cairan itu bisa sampai ke sana? Bagaimana sistem mengetahui ke arah mana Anda ingin berbelok bahkan sebelum Anda banyak menggerakkan roda? Nanti, kita akan menggali lebih dalam tentang pompa, katup, dan logika di balik aliran.
Pertama, mari kita beralih dari kain hidrolik dan melihat pemain penting lainnya di arena kemudi.
