Il servosterzo non è solo un sofisticato ingranaggio a pignone e cremagliera. Si basa su una serie specifica di componenti per tradurre i movimenti della mano in effettivi giri della ruota. Il cuore del sistema idraulico è la pompa. Senza di esso, sollevi l’intero peso dell’auto con i polsi.
La pompa rotativa a palette
La maggior parte dei sistemi idraulici utilizza una pompa a palette rotanti. È una meccanica semplice. Una camera ovale ospita un rotore con palette retrattili. Il motore aziona questa pompa tramite un sistema di cinghia e puleggia, mantenendola in rotazione.
Mentre le pale ruotano, eseguono un trucco idraulico di base. Aspirano il fluido dalla linea di ritorno a bassa pressione. Quindi, spingono lo stesso fluido fuori dall’uscita ad alta pressione. Questo fluido pressurizzato esegue il lavoro pesante quando si gira il volante.
La portata è legata direttamente alla velocità del motore. La pompa deve essere dimensionata per fornire assistenza sufficiente quando il motore è al minimo. Ciò crea uno strano problema di efficienza.
Quando viaggi a velocità autostradale, il motore gira più velocemente. La pompa spinge molto più fluido di quanto effettivamente necessario al sistema di sterzo. Sta lavorando troppo.
Per evitare che il sistema esploda sotto tale pressione eccessiva, all’interno della pompa è presente una valvola limitatrice della pressione. Sfiata il fluido in eccesso quando la velocità diventa troppo elevata. Ciò protegge le guarnizioni e i tubi dalle sovratensioni.
La meccanica del rilevamento della coppia
Il servosterzo dovrebbe essere un partner, non uno spintore. È necessario che entri in azione solo quando stai effettivamente combattendo contro la strada, ad esempio durante la fase iniziale di una svolta. Guidare dritto? Il sistema dovrebbe restarne fuori. È qui che entra in gioco la valvola rotante. È il sensore che capisce quando le tue mani stanno esercitando forza e quando stanno semplicemente tenendo la lenza.
Il cuore di questo meccanismo è una barra di torsione. È una semplice asta di metallo. Magro. Rigido. Ma giralo con la coppia e cede. La parte superiore si collega al volante. Il fondo si collega al pignone o all’ingranaggio a vite senza fine. Questa configurazione garantisce che la torsione della barra corrisponda alla coppia che stai applicando. Diventa più forte. La barra gira di più. È un collegamento meccanico diretto tra i tuoi muscoli e la strada.
All’interno della valvola rotativa, le cose si fanno precise. L’albero dello sterzo costituisce la parte interna di un gruppo valvola a spola. È imbullonato alla parte superiore di quella barra di torsione. La parte inferiore della barra si collega al guscio esterno della valvola a spola. Nel frattempo, la barra stessa guida l’uscita dello sterzo. Che si tratti di un pignone o di una vite senza fine, la rotazione fisica viene trasferita direttamente.
Quando inizi a girare, la barra di torsione non si limita a piegarsi. Ruota la bobina interna rispetto a quella esterna. L’angolo di tale rotazione è il punto dati. Si adatta direttamente alla coppia che stai inserendo.
Nessuna coppia? Nessun assist. Le linee idrauliche rimangono bilanciate. Uguale pressione su entrambi i lati. Ma basta girare la bobina interna anche solo di una frazione e le porte si aprono. Il fluido ad alta pressione scorre verso la linea corretta. Le ruote ricevono una spinta. È elegante. È meccanico. È anche inefficiente.
Stiamo sprecando energia mantenendo la pompa costantemente in funzione solo per percepire una svolta. Successivamente, esamineremo come l’industria sta risolvendo questi rifiuti.
