Układ kierowniczy do ciężarówek, autobusów i pojazdów dostawczych MAN / Mercedes

Układ kierowniczy jest jednym z kluczowych systemów decydujących o bezpieczeństwie, kontroli i precyzji prowadzenia ciężarówek, autobusów i samochodów dostawczych MAN oraz Mercedes. Każdego dnia kierowcy polegają na bezpośredniej i przewidywalnej reakcji na ruch kierownicy, niezależnie od masy pojazdu, prędkości czy warunków drogowych. W zastosowaniach profesjonalnych układ kierowniczy jest intensywnie obciążany przez ciężkie osie, długie czasy jazdy, manewry w ciasnych miejscach oraz zmienne podłoża. Zużycie lub usterki elementów kierowniczych mają więc natychmiastowy wpływ na bezpieczeństwo jazdy. W Braem znajdziesz szeroki asortyment części układu kierowniczego, dzięki którym naprawy można wykonywać prawidłowo, niezawodnie i trwale.

Rola układu kierowniczego w pojeździe

Najważniejszą rolą układu kierowniczego ciężarówki jest umożliwienie zmiany i kontrolowania kierunku jazdy pojazdu w sposób bezpieczny, precyzyjny i komfortowy. Ruch, który kierowca wykonuje kierownicą, jest przekazywany przez układ kierowniczy na koła przednie. Dzięki skręcaniu tych kół pojazd może pokonywać zakręty i zmieniać pas ruchu. Sprawny układ kierowniczy zapewnia dobrą stabilność jazdy na wprost. Stabilność jazdy na wprost to zdolność pojazdu do samoczynnego utrzymywania kierunku jazdy bez konieczności ciągłego korygowania przez kierowcę. Hydrauliczne lub elektryczne wspomaganie kierownicy sprawia, że kierowca musi użyć mniejszej siły do obracania kierownicą. Dobry układ kierowniczy zapewnia także właściwe „czucie” dla kierowcy. Informacje dotyczące kół i nawierzchni są wyczuwalne na kierownicy poprzez układ kierowniczy.

Najważniejsze elementy układu kierowniczego i ich działanie

Kierowca obraca kierownicą. Kierownica jest połączona poprzez kolumnę kierowniczą oraz teleskopowy drążek łączący z przekładnią kierowniczą. Przekładnia kierownicza zamienia ruch obrotowy kierownicy na ruch liniowy wzdłużny pojazdu (do przodu i do tyłu) poprzez ramię Pitmana. Ramię to jest połączone drążkiem kierowniczym poprzez ramię zwrotnicy ze zwrotnicą. Dzięki temu ruch liniowy ramienia Pitmana jest przekształcany w ruch skrętny koła przedniego. Aby zapewnić, że oba koła tej samej osi skręcają w ten sam sposób, lewa i prawa zwrotnica tej samej osi są połączone za pomocą ramion zwrotnic drążkiem poprzecznym (drążkiem zbieżności). W samochodach dostawczych zamiast przekładni kierowniczej najczęściej stosuje się listwę kierowniczą. W listwie kierowniczej ruch obrotowy kierownicy, połączonej przez kolumnę kierowniczą, jest zamieniany na ruch liniowy poprzeczny pojazdu (w lewo i w prawo). Końce listwy kierowniczej są mocowane do ramion zwrotnic za pomocą przegubów kulowych. Dzięki temu koła mogą skręcać, podczas gdy listwa kierownicza porusza się liniowo. W zależności od rodzaju wspomagania w ciężarówce montowany jest obwód oleju wspomagania. Pompa wspomagania jest zamontowana na silniku i połączona przewodami z przekładnią kierowniczą. Gdy silnik pracuje, pompa wspomagania zapewnia stałą cyrkulację oleju wspomagania w obwodzie pod stałym ciśnieniem. Olej jest również filtrowany w zbiorniku oleju wspomagania za pomocą filtra oleju wspomagania. W przekładni kierowniczej znajduje się mechanizm, którego działanie jest wzmacniane, gdy kierowca porusza kierownicą. Gdy pojazd jedzie na wprost, kierownica nie jest obracana. Wewnętrzny zawór sterujący przekładni kierowniczej znajduje się w położeniu środkowym, przez co olej wraca do zbiornika oleju wspomagania bez dodatkowego ciśnienia. W efekcie nie ma różnicy ciśnień w przekładni kierowniczej. W tym przypadku wspomaganie kierownicy nie działa. Gdy kierowca obraca kierownicą, układ kierowniczy napotyka opór wynikający z kontaktu kół z nawierzchnią. Wówczas wewnętrzny zawór sterujący przekładni kierowniczej nie pozostaje już w położeniu środkowym. Wewnętrzny mechanizm przekładni kierowniczej jest poddany różnicom ciśnień, przez co kanały olejowe otwierają się w jedną stronę. W tym momencie wspomaganie działa i ułatwia kierowcy skręcanie.

Współpraca z silnikiem

Pompa wspomagania zapewnia ciągłą cyrkulację oleju wspomagania pod stałym ciśnieniem w układzie wspomagania kierownicy. W tym celu pompa wspomagania jest montowana na obudowie sprężarki powietrza, która jest zamontowana na silniku. Wał napędowy pompy wspomagania jest połączony za pomocą sprzęgła z wałem korbowym sprężarki powietrza, dzięki czemu obracają się z tą samą prędkością obrotową. W samochodach dostawczych pompa wspomagania jest montowana na bloku silnika. Wał korbowy silnika i pompa wspomagania są wyposażone w koło pasowe, wokół którego znajduje się pasek klinowy lub pasek wielorowkowy. Pasek ten jest napinany za pomocą napinacza paska. Dzięki temu wał napędowy pompy wspomagania obraca się, gdy pracuje silnik. Ten sam układ pasków napędza także alternator, pompę wody, sprężarkę klimatyzacji oraz w starszych silnikach wentylator.

Typowe zużycie i objawy wymagające uwagi

Wszystkie elementy ruchome podlegają zużyciu. Może to powodować luzy i „pływanie” kierownicy. Kierownica sprawia wrażenie luźnej lub reaguje z opóźnieniem, a koła nie skręcają od razu. To zmniejsza precyzję prowadzenia, co jest niebezpieczne przy dużej prędkości i ciężkim ładunku. Drążki kierownicze i drążki poprzeczne (drążki zbieżności) mają na końcach przeguby kulowe. Przeguby kulowe zapewniają płynne przenoszenie ruchów skrętu, jednocześnie pochłaniając ruchy zawieszenia i nierówności drogi. Pochłaniają ruch, umożliwiając poruszanie się w wielu kierunkach. Sworzeń kulowy jest osadzony w gnieździe, a pomiędzy nimi znajduje się smar zapewniający płynny ruch. Wskutek tarcia, utraty smarowania i zmęczenia materiału przegub kulowy zużywa się. Można to rozpoznać po stukach na nierównej nawierzchni. Pojawia się nierównomierne zużycie opon. W przekładni kierowniczej współpracują listwa zębata i ślimak, łożyskowane w obudowie przekładni. Jest to połączenie mechaniczne podlegające zużyciu. W efekcie przekładnia kierownicza traci precyzję lub ulega awarii. Słychać terkotanie podczas skręcania pojazdu. Niesprawna pompa wspomagania, nieszczelności obwodu oleju wspomagania oraz zanieczyszczenia oleju wspomagania mogą uniemożliwić utrzymanie ciągłej cyrkulacji oleju pod stałym ciśnieniem. W rezultacie wspomaganie przestaje działać. Skręcanie staje się trudniejsze.

Znaczenie terminowej konserwacji układu kierowniczego

Dobrze utrzymany układ kierowniczy zapobiega wypadkom, szkodom wtórnym i przestojom. Terminowa konserwacja gwarantuje bezpieczeństwo, zapewnia niezawodność sterowania i precyzyjne prowadzenie. Ogranicza zużycie, dzięki czemu unika się poważnych napraw. Pojazd musi w każdej chwili spełniać wymagania przeglądów technicznych oraz przepisy prawa.

Profilaktyczna interwencja i prawidłowa geometria kół zwiększają bezpieczeństwo i obniżają koszty.

Geometria kół pojazdu to prawidłowe ustawienie położenia kół względem siebie oraz względem podwozia, tak aby pojazd jechał na wprost, prowadził się stabilnie i aby opony zużywały się równomiernie. Układ kierowniczy ma bezpośredni i duży wpływ na geometrię pojazdu, ponieważ określa, jak i w jakim położeniu znajdują się koła przednie względem siebie oraz względem podwozia. W ciężarówkach najważniejszym kątem geometrii jest zbieżność (po angielsku toe). Koła osi przedniej muszą być ustawione równolegle (= równoległe) względem siebie. Drążek poprzeczny (drążek zbieżności) jest zamontowany między lewym a prawym kołem osi przedniej. Zmieniając długość tego drążka, można ustawić koła równolegle. Drążek zbieżności ma na końcach regulowane przeguby kulowe, aby dopasować długość. Prawidłowo ustawiona zbieżność poprawia stabilność jazdy na wprost i wydłuża trwałość opon. Drugi kąt geometrii to camber (w języku polskim: pochylenie koła). Camber to nachylenie koła względem linii pionowej, widziane z przodu lub z tyłu pojazdu. Linia pionowa jest zdefiniowana jako linia zgodna z kierunkiem siły ciężkości. Ta linia pionowa jest niezależna od nachylenia drogi. W ciężarówkach dąży się do lekko ujemnego camberu: tzn. górna część koła jest pochylona w stronę środka pojazdu. Lekko ujemny camber w ciężarówce kompensuje przechył pojazdu w zakrętach, dzięki czemu koła utrzymują optymalny kontakt z nawierzchnią, co zapewnia przyczepność, równomierne zużycie opon i stabilne prowadzenie. Camber w ciężarówkach jest trudny do skorygowania, ponieważ występują stałe połączenia. Koło przednie jest zamontowane na piaście koła, która jest na stałe połączona poprzez zwrotnicę i zestaw zwrotnicy ze belką osi przedniej. Nieprawidłowa wartość camberu może wskazywać, że zawieszenie osi przedniej jest zużyte. Zawieszenie osi przedniej to układ, za pomocą którego oś przednia jest przymocowana do podwozia lub zawieszenia pojazdu i pozwala utrzymać ją w ruchu obrotowym oraz stabilnie. Nieprawidłowa wartość camberu może wynikać ze zużytych łożysk piasty koła lub zdeformowanych wahaczy. Trzeci kąt geometrii to caster (w języku polskim: kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy). Caster jest definiowany jako kąt w stopniach mierzony pomiędzy linią środkową sworznia zwrotnicy a linią pionową prostopadłą do siły ciężkości, widziany z boku pojazdu. W ciężarówkach stosuje się dodatni caster. Oznacza to, że sworzeń zwrotnicy jest odchylony do tyłu, co optymalizuje stabilność, samoczynny powrót kierownicy oraz przewidywalne zachowanie pojazdu w zakrętach.

Naprawa, regeneracja lub wymiana części układu kierowniczego

Przekładnię kierowniczą można regenerować, jeśli jej wnętrze nadal da się naprawić bez narażania bezpieczeństwa lub funkcjonalności. Regeneracja to kontrola i naprawa elementu pojazdu w taki sposób, aby ponownie działał optymalnie. Uszkodzone drążki kierownicze, drążki poprzeczne (drążki zbieżności) oraz przeguby kulowe w przypadku uszkodzenia lub odkształcenia są w każdym przypadku wymieniane. Jeśli naprawione elementy układu kierowniczego zagrażają bezpieczeństwu, jedyną opcją jest wymiana tych części na nowe.

Kiedy naprawa jest uzasadniona

Nieszczelność obwodu oleju wspomagania można naprawić poprzez wymianę uszczelek. Przewody hydrauliczne można wymienić bez demontażu całej przekładni kierowniczej.

Kiedy wymiana przekładni kierowniczej jest konieczna

W przypadku luzu w przekładni kierowniczej, wewnętrznego zużycia lub uszkodzeń strukturalnych wymiana jest jedynym bezpiecznym rozwiązaniem. Dalsza jazda z uszkodzoną przekładnią kierowniczą zwiększa ryzyko nagłej utraty sterowności i poważnie zagraża bezpieczeństwu kierowcy oraz otoczenia.

Układ kierowniczy dostosowany do zastosowania i obciążenia

Pojazd ciężki to pojazd o dużej masie własnej i ładowności, zaprojektowany do transportu ciężkich ładunków. W tym celu pojazd musi być skonfigurowany jako wieloosiowy. Do rozłożenia dużej masy pojazdu i ładunku potrzebnych jest kilka osi, tak aby zachować bezpieczeństwo, stabilność i dopuszczalne naciski na oś. Niektóre z tych osi są skrętne, aby w ciężkich i długich pojazdach zmniejszyć promień skrętu i ograniczyć zużycie opon. W tym celu istniejący podstawowy układ kierowniczy jest rozszerzany o hydrauliczny układ kierowniczy z siłownikami wspomagającymi. Stosuje się to, gdy wzrasta siła skrętu, precyzja sterowania lub liczba osi skrętnych i układ podstawowy przestaje wystarczać. Hydrauliczny układ kierowniczy z siłownikami wspomagającymi zamienia ruch kierownicy na ciśnienie hydrauliczne, które poprzez siłowniki główne i pomocnicze skręca jednocześnie kilka osi, dzięki czemu ciężkie lub wieloosiowe pojazdy pozostają zwrotne i łatwe do prowadzenia.

Praktyczne wskazówki i plan działania oparte na doświadczeniu, aby prawidłowo utrzymywać układ kierowniczy

Kontrola wizualna

• Sprawdź elementy układu kierowniczego pod kątem pęknięć lub uszkodzeń, zużycia oraz wycieków płynów. Sprawdź śruby mocujące i nakrętki.
• Kontrola układu hydraulicznego
• Sprawdź poziom oleju wspomagania w zbiorniku oleju wspomagania. Sprawdź jakość oleju wspomagania. Zamontuj nowy filtr oleju wspomagania. Sprawdź węże, przewody i złącza pod kątem nieszczelności. Sprawdź, czy hydrauliczne siłowniki wspomagające poruszają się płynnie.
• Kontrola luzów
• Ustaw koła na wprost. Poruszaj kierownicą w lewo i prawo i sprawdź, czy nie ma zbyt dużego luzu w przekładni kierowniczej, drążkach kierowniczych, drążkach poprzecznych (drążkach zbieżności) i przegubach kulowych. Sprawdź łożyskowanie ramienia Pitmana. Sprawdź drążek łączący, który jest zamontowany w kolumnie kierowniczej.
• Kontrola siłowników wspomagających
• Sprawdź, czy siłowniki wspomagające w pojazdach wieloosiowych prawidłowo reagują podczas skręcania kierownicą. Sprawdź punkty połączeń między osiami pierwotnymi i wtórnymi.
• Kontrola hałasu
• Zużyte elementy układu kierowniczego mogą trzeszczeć lub skrzypieć. Stukanie i uderzenia są spowodowane poluzowanymi elementami mocującymi. Niesprawna pompa wspomagania powoduje gwizdanie lub buczenie.
• Sprawdź smarowanie smarem
• Smaruj smarowane elementy układu kierowniczego przez smarowniczki za pomocą smarownicy lub sprawdź centralne smarowanie.

Wartość dodana Braem w zakresie części układu kierowniczego

Braem dysponuje rozległym magazynem części układu kierowniczego do ciężarówek, autobusów i samochodów dostawczych MAN oraz Mercedes. Dzięki szybkiej dostępności i wiedzy technicznej naprawy mogą być wykonywane sprawnie i niezawodnie.

Klienci wybierają Braem, ponieważ:

• Wysoka jakość dzięki rzetelnej kontroli jakości
• Braem regeneruje wybrane części układu kierowniczego
• Wsparcie techniczne przy demontażu i montażu
• Szybka dostawa w Europie i poza nią
• Przejrzyste warunki gwarancji i zwrotów

Dobrze utrzymany układ kierowniczy jest niezbędny dla bezpieczeństwa, komfortu jazdy i długiej żywotności pojazdu.