Während der Fahrt muss das Auto seine Fahrtrichtung häufig dem Willen des Fahrers anpassen – dies wird als Lenken bezeichnet. Bei Fahrzeugen mit Rädern erfolgt die Lenkung dadurch, dass der Fahrer die Räder (Lenkräder) an der Vorderachse mithilfe speziell entwickelter Mechanismen um einen bestimmten Winkel zur Längsachse des Fahrzeugs auslenkt. Fährt das Auto geradeaus, wird das Lenkrad häufig durch die Seitenkräfte der Fahrbahn beeinflusst und ändert automatisch die Fahrtrichtung. Der Fahrer kann diesen Mechanismus auch nutzen, um das Lenkrad in die entgegengesetzte Richtung auszuschlagen und so die ursprüngliche Fahrtrichtung wiederherzustellen. Diese spezielle Vorrichtung zur Änderung oder Wiederherstellung der Fahrtrichtung wird als Lenksystem bezeichnet. Die Funktion des Lenksystems besteht somit darin, sicherzustellen, dass das Auto nach dem Willen des Fahrers gelenkt und gefahren werden kann. [1]
Konstruktionsprinzip der Bearbeitung von Sendungen
Fahrzeuglenksysteme werden in zwei Kategorien unterteilt: mechanische Lenksysteme und Servolenksysteme.
Mechanisches Lenksystem
Das mechanische Lenksystem nutzt die Körperkraft des Fahrers als Lenkenergie, wobei alle Kraftübertragungselemente mechanisch sind. Es besteht aus drei Teilen: Lenksteuergerät, Lenkgetriebe und Lenkgetriebe.
Abbildung 1 zeigt ein schematisches Diagramm des Aufbaus und der Anordnung der mechanischen Lenkung. Beim Einlenken des Fahrzeugs übt der Fahrer ein Lenkmoment auf das Lenkrad 1 aus. Dieses Moment wird über die Lenkwelle 2, das Lenkgelenk 3 und die Lenkgetriebewelle 4 an das Lenkgetriebe 5 übertragen. Das vom Lenkgetriebe verstärkte Moment und die Bewegung nach der Verzögerung werden auf den Lenkhebel 6 und von dort über die Lenkstange 7 auf den am linken Achsschenkel 9 befestigten Achsschenkelarm 8 übertragen. Dadurch wird der linke Achsschenkel und das daran befestigte Lenkrad ausgelenkt. Um den rechten Achsschenkel 13 und das daran befestigte rechte Lenkrad um entsprechende Winkel auszulenken, ist ein Lenktrapez vorgesehen. Dieses besteht aus den trapezförmigen Armen 10 und 12, die am linken bzw. rechten Achsschenkel befestigt sind, und einer Spurstange 11, deren Enden über Kugelgelenke mit den trapezförmigen Armen verbunden sind.
Abbildung 1 Schematische Darstellung des Aufbaus und der Anordnung des mechanischen Lenksystems
Abbildung 1 Schematische Darstellung des Aufbaus und der Anordnung des mechanischen Lenksystems
Die Komponenten und Teile vom Lenkrad bis zur Lenkgetriebewelle gehören zum Lenksteuermechanismus. Die Komponenten und Teile (ausgenommen Achsschenkel) vom Lenkhebel bis zum Lenktrapez gehören zum Lenkgetriebemechanismus.
Servolenkungssystem
Die Servolenkung ist ein Lenksystem, das sowohl die Kraft des Fahrers als auch die Motorleistung zur Lenkung nutzt. Normalerweise trägt der Fahrer nur einen geringen Teil der benötigten Energie zum Lenken des Fahrzeugs bei; der Großteil wird vom Motor über die Servolenkung bereitgestellt. Fällt die Servolenkung jedoch aus, sollte der Fahrer in der Regel in der Lage sein, das Fahrzeug selbstständig zu lenken. Daher besteht die Servolenkung aus zusätzlichen Servolenkungskomponenten, die auf dem mechanischen Lenksystem aufbauen.
Bei einem Schwerlastfahrzeug mit einem zulässigen Gesamtgewicht von über 50 Tonnen reicht die vom Fahrer über den mechanischen Antriebsstrang auf den Achsschenkel ausgeübte Kraft bei weitem nicht aus, um das Lenkrad zum Lenken zu bewegen, sobald die Servolenkung ausfällt. Daher muss die Servolenkung solcher Fahrzeuge besonders zuverlässig sein.
Abbildung 2 Schematische Darstellung des Aufbaus des hydraulischen Servolenksystems
Abbildung 2 Schematische Darstellung des Aufbaus des hydraulischen Servolenksystems
Abb. 2 zeigt schematisch den Aufbau einer hydraulischen Servolenkung und deren Rohrleitungsführung. Die Servolenkung besteht aus einem Servoöltank 9, einer Servoölpumpe 10, einem Steuerventil 5 und einem Servozylinder 12. Dreht der Fahrer das Lenkrad 1 gegen den Uhrzeigersinn (nach links), bewegt der Lenkhebel 7 die Lenkstange 6 nach vorn. Die Zugkraft der Lenkstange wirkt auf den Achsschenkel 4 und wird über den Trapezlenker 3 und die Lenkstange 11 nach rechts übertragen. Gleichzeitig betätigt die Lenkstange den Schieber im Steuerventil 5, sodass die rechte Kammer des Servozylinders 12 mit dem Servoöltank verbunden wird und kein Flüssigkeitsdruck herrscht. Das unter hohem Druck stehende Öl der Ölpumpe 10 tritt in den linken Hohlraum des Lenkkraftzylinders ein. Dadurch wird die nach rechts wirkende hydraulische Kraft auf den Kolben des Lenkkraftzylinders über die Schubstange auf die Spurstange 11 ausgeübt, wodurch diese ebenfalls nach rechts bewegt wird. Auf diese Weise kann ein vom Fahrer auf das Lenkrad ausgeübtes kleines Lenkmoment das durch die Fahrbahn wirkende Lenkwiderstandsmoment überwinden.
