Een stuurbekrachtiging is een mechanisch apparaat dat op een motorvoertuig is aangebracht en dat bestuurders helpt het voertuig te besturen door de stuurinspanning die nodig is om het stuur te draaien te vergroten, waardoor het voertuig gemakkelijker kan draaien of manoeuvreren bij lagere snelheden.
Hydraulische of elektrische actuatoren voegen gecontroleerde energie toe aan het stuurmechanisme, zodat de bestuurder minder inspanning hoeft te leveren om de gestuurde wielen te draaien bij het rijden met normale snelheden, en de fysieke inspanning die nodig is om de wielen te draaien wanneer een voertuig stilstaat of langzaam rijdt aanzienlijk kan verminderen.
Stuurbekrachtiging kan ook worden ontworpen om kunstmatige feedback te geven van krachten die op de gestuurde wielen werken.
Hydraulische stuurbekrachtigingssystemen voor auto's vergroten de stuurkracht via een actuator, een hydraulische cilinder die deel uitmaakt van een servosysteem. Deze systemen hebben een directe mechanische verbinding tussen het stuur en de koppeling die de wielen stuurt.
Dit betekent dat een storing in het stuurbekrachtigingssysteem (om de inspanning te vergroten) het nog steeds mogelijk maakt om het voertuig met alleen handmatige inspanning te sturen.
Elektrische stuurbekrachtigingssystemen gebruiken elektrische motoren om assistentie te verlenen in plaats van hydraulische systemen. Net als bij hydraulische typen wordt het vermogen naar de actuator (in dit geval de motor) geregeld door de rest van het stuurbekrachtigingssysteem.
Andere stuurbekrachtigingssystemen hebben geen directe mechanische verbinding met de stuurstangen; ze hebben elektrische stroom nodig. Dit soort systemen, zonder mechanische verbinding, worden soms "drive by wire" of "steer by wire" genoemd, naar analogie met "fly-by-wire" in de luchtvaart.
In deze context verwijst "draad" naar elektrische kabels die stroom en gegevens vervoeren, niet naar mechanische besturingskabels met dunne draadkabel.
Het eerste stuurbekrachtigingssysteem dat op een productieauto werd gemonteerd, debuteerde in de Chrysler Imperial uit 1951 en de concurrentie volgde snel.
Niet alleen zorgde stuurbekrachtiging ervoor dat de bestuurder een zwaar voertuig met veel minder inspanning en meer comfort kon besturen, maar het stelde ingenieurs ook in staat de stuurrespons te verbeteren, wat inhoudt hoe snel de auto van richting verandert wanneer de bestuurder aan het stuur draait.
Voordat stuurbekrachtiging beschikbaar kwam, waren de stuursystemen van auto's zo afgesteld dat er veel stuurbewegingen nodig waren om krappe bochten te nemen of te parkeren.
Deze trage versnelling gaf bestuurders meer hefboomwerking tegen de hoge inspanning die nodig was om de voorwielen te sturen. Maar door de komst van stuurbekrachtiging konden ingenieurs de stuuroverbrenging versnellen.
Hoeveel het stuur moet worden gedraaid ten opzichte van hoeveel de hoek van de voorwielen verandert, omdat de extra stuurinspanning nu door het nieuwe systeem kan worden gecompenseerd. In feite was het meer dan alleen gecompenseerd; het besturen van een auto werd bijna moeiteloos.
Het stuurbekrachtigingssysteem maakt gebruik van tussenliggende elektrische of hydraulische apparaten om de inspanning te verminderen die nodig is om de voorwielen van het voertuig van links naar rechts te sturen. Het vermenigvuldigt de kracht die door de bestuurder via het stuur wordt uitgeoefend om een soepele en snelle verandering van rijrichting van het voertuig te bereiken.
Het stuurbekrachtigingssysteem is gebaseerd op verschillende mechanische onderdelen. Stuurbekrachtigingssystemen zorgen voor een betere wendbaarheid en een betere controle over het voertuig, waardoor het rijden des te meer moeite kost. Het wordt soms het stuurhulpsysteem of SAS genoemd. Zonder dit zou sturen fysiek inspannend en uitdagend zijn om uit te voeren.
Stuurbekrachtigingssystemen kunnen hydraulisch, elektrisch of een combinatie van beide zijn. Het besturen van een voertuig houdt in dat de voorwielen synchroon draaien, naar links of naar rechts. Dit wordt bereikt met behulp van verschillende versnellingssystemen. De twee belangrijkste stuurinrichtingen zijn de tandheugel en de recirculatiekogelstuurinrichting.
Het stuurbekrachtigingssysteem maakt gebruik van tussenliggende elektrische of hydraulische apparaten om de inspanning te verminderen die nodig is om de voorwielen van het voertuig van links naar rechts te sturen. Het vermenigvuldigt de kracht die door de bestuurder via het stuur wordt uitgeoefend om een soepele en snelle verandering van rijrichting van het voertuig te bereiken.
Uw auto reageert onmiddellijk op zelfs de kleinste aanpassingen die u maakt, en het is gemakkelijker om op uw rijstrook te blijven wanneer u in het verkeer rijdt en ingewikkelde parkeermanoeuvres uitvoert.
Hydraulische stuurbekrachtigingssystemen werken door een hydraulisch systeem te gebruiken om de kracht te vermenigvuldigen die wordt uitgeoefend op de stuurwielinvoer op de gestuurde (meestal voor) wegwielen van het voertuig. De hydraulische druk komt meestal van een generator of een roterende schottenpomp die wordt aangedreven door de motor van het voertuig.
Een dubbelwerkende hydraulische cilinder oefent een kracht uit op de stuurinrichting, die op zijn beurt de wielen aanstuurt. Het stuur bedient kleppen om de stroom naar de cilinder te regelen.
Hoe meer koppel de bestuurder op het stuur en de stuurkolom uitoefent, hoe meer vloeistof de kleppen doorlaten naar de cilinder en hoe meer kracht er wordt uitgeoefend om de wielen te sturen.
Elektrische stuurbekrachtiging (EPS) of motoraangedreven stuurbekrachtiging (MDPS) gebruikt een elektromotor in plaats van een hydraulisch systeem om de bestuurder van een voertuig te helpen.
Sensoren detecteren de positie en het koppel van de stuurkolom en een computermodule past het hulpkoppel toe via de motor, die wordt aangesloten op de stuurinrichting of de stuurkolom. Hierdoor kunnen verschillende hoeveelheden hulp worden toegepast, afhankelijk van de rijomstandigheden.
Ingenieurs kunnen daarom de reactie van de stuurinrichting afstemmen op ophangingssystemen met variabele snelheid en variabele demping, waardoor het rijgedrag, de handling en de besturing voor elk voertuig worden geoptimaliseerd.
Op auto's van de Fiat-groep kan de hoeveelheid ondersteuning worden geregeld met behulp van een knop met de naam "CITY" die schakelt tussen twee verschillende hulpcurven, terwijl de meeste andere EPS-systemen variabele ondersteuning hebben. Deze geven meer hulp als het voertuig vertraagt, en minder bij hogere snelheden.
Hieronder volgen de soorten stuurbekrachtigingssystemen:
Alle drie de stuurbekrachtigingssystemen vervullen dezelfde belangrijke functie, maar ze voeren deze anders uit. Een hydraulisch systeem gebruikt mechanisch verpompte vloeistof onder hoge druk, een elektrohydraulisch systeem gebruikt een elektromotor om vloeistof onder druk te zetten en een elektrisch systeem gebruikt een elektromotor en sensoren.
Het eindresultaat is hetzelfde:u kunt onder alle omstandigheden gemakkelijk aan het stuur draaien. Volledig elektrische stuurbekrachtigingssystemen besparen ongeveer een mijl per gallon, vergen minder onderhoud en zijn betrouwbaarder dan een hydraulisch systeem.
Dit systeem maakt gebruik van stuurbekrachtigingsvloeistof onder druk, geleverd door de stuurbekrachtigingspomp, om de stuurinspanning te verminderen. Een door een motor aangedreven accessoire-aandrijving of kronkelige riem zet de pomp aan en leidt hogedruk stuurbekrachtigingsvloeistof via de hogedrukslang naar de ingangszijde van de stuurbekrachtigingsklep.
Hoge druk die op het regelventiel werkt, helpt de bestuurder bij het draaien van de voorwielen. Stuurbekrachtigingsvloeistof wordt opgeslagen in een reservoir. Het juiste vloeistofniveau in het reservoir wordt gehandhaafd wanneer de vloeistof met veel lagere druk uit het stuurhuis terugkeert.
Hydraulische stuurbekrachtigingssystemen pompen continu vloeistof en zijn gevoelig voor motortoerental hoge omwentelingen per minuut gelijk aan hoge druk output, lagere omwentelingen per minuut gelijk aan lage druk output. Om een constante druk te handhaven, gebruikt een stuurbekrachtigingspomp een omloopklep om de druk constant te houden, ongeacht het motortoerental.
Deze systemen maken gebruik van een borstelloze elektromotor om de hydraulische stuurbekrachtigingspomp aan te drijven in plaats van een door een motor aangedreven accessoire-aandrijving of kronkelige riem.
Dit systeem werkt hetzelfde en geeft hetzelfde gevoel als een conventioneel hydraulisch stuurbekrachtigingssysteem.
Dit systeem elimineert hydrauliek en vloeistof onder druk uit het systeem. Wanneer de bestuurder aan het stuur draait, draait een borstelloze bidirectionele permanentmagneetmotor die is aangesloten op de stuurinrichting of stuurkolom de voorwielen. Sensoren detecteren in welke richting het stuur wordt gedraaid om de beweging van de stuurinrichting in de juiste richting te ondersteunen.
Welk systeem u ook heeft, stuurbekrachtiging werkt alleen op de stuurinrichting wanneer de bestuurder aan het stuur draait.
Hydraulische stuurbekrachtigingssystemen zijn complex, zwaar, vergen onderhoud en nemen veel ruimte in beslag. Elektrische stuurbekrachtiging gebruikt aanzienlijk minder onderdelen.
Met behulp van stuurhoek- en stuurkoppelsensoren, plus geavanceerde software, kunnen ingenieurs de hoeveelheid ondersteuning aanpassen, maar ook hoe de besturing aanvoelt voor de bestuurder door verschillende weggevoelkenmerken te reproduceren voor verschillende rijomstandigheden. En hydraulische stuurbekrachtiging gebruikt 90 procent meer motorvermogen dan elektrische stuurbekrachtiging.
Omdat een elektrisch stuurbekrachtigingssysteem aanzienlijk minder kracht uit de motor haalt, wordt het brandstofverbruik aanzienlijk verbeterd en de uitlaatemissies verminderd. En het verwijderen van een aandrijfpoelie en riem van de motor vermindert slijtage. Dit verlengt de levensduur van de motor en helpt dure reparaties te verminderen.
Hieronder volgen de voordelen van stuurbekrachtiging:
Hieronder volgen de nadelen van stuurbekrachtiging
