Så fungerar styrsystemet

Styrsystemet omvandlar rattens rotation till en svängande rörelse av väghjulen på ett sådant sätt att rattkransen svänger långt för att flytta väghjulen en kort bit.

Systemet tillåter en förare att använda endast lätta krafter för att styra en tung bil. Fälgen på en ratt med en diameter på 380 mm som rör sig fyra varv från helt vänster lås till helt höger lås färdas nästan 16 fot (5 m), medan kanten på ett väghjul rör sig ett avstånd på bara något mer än 12 tum (300 mm). Om föraren svängde väghjulet direkt skulle han eller hon behöva trycka nästan 16 gånger så hårt.

Styrkraften överförs till hjulen genom ett system av svängbara leder. Dessa är designade för att låta hjulen röra sig upp och ner med fjädringen utan att ändra styrvinkeln.

De ser också till att det inre framhjulet - som måste färdas runt en snävare kurva än det yttre - blir skarpare vinklat vid kurvtagning.

Lederna måste justeras mycket exakt, och även lite glapp i dem gör styrningen farligt slarvig och felaktig.

Det finns två styrsystem i vanlig användning - kuggstången och drevet och styrhuset.

På stora bilar kan båda systemen vara powerassisterade för att ytterligare minska ansträngningen som krävs för att flytta den, särskilt när bilen rör sig långsamt.

Kuggstångssystemet

Kuggstångsväxel

Vid basen av rattstången finns ett litet kugghjul (kugghjul) inuti ett hus. Dess tänder är i ingrepp med en rak tandrad på en kuggstång - en lång tvärgående stång.

Att vrida kugghjulet gör att kuggstången rör sig från sida till sida. Kuggstångens ändar är kopplade till väghjulen med bandstänger.

Detta system är enkelt, med få rörliga delar som ska slitas eller förskjutas, så dess verkan är exakt.

En universalknut i rattstången gör att den kan anslutas till kuggstången utan att vinkla ratten obekvämt i sidled.

Styrboxsystemet

Vid basen av rattstången finns en snäckväxel inuti en låda. En mask är en gängad cylinder som en kort bult. Föreställ dig att vrida en bult som håller en mutter på den; muttern skulle röra sig längs bulten. På samma sätt, om man vrider på masken, flyttas allt som passar in i dess tråd.

Beroende på designen kan den rörliga delen vara en sektor (som en skiva av ett kugghjul), en pinne eller en rulle kopplad till en gaffel, eller en stor mutter.

Muttersystemet har härdade kulor som löper inuti gängan mellan snäckan och muttern. När muttern rör sig rullar kulorna ut till ett rör som tar dem tillbaka till starten; det kallas ett recirkulerande bollsystem.

Masken flyttar en fallarm som är länkad med en spårstång till en styrarm som flyttar närmaste framhjul.

En central spårstång når till andra sidan av bilen, där den är länkad till det andra framhjulet med en annan spårstång och styrarm. En svängbar tomgångsarm håller den bortre änden av den centrala spårstången i nivå. Armlayouterna varierar.

Styrboxsystemet har många rörliga delar, så det är mindre exakt än kuggstångssystemet, det finns mer utrymme för slitage och förskjutning.

Servostyrning

På en tung bil är styrningen antingen tung eller så är den obekvämt lågväxlad - ratten kräver många varv från lås till lås.

Tung växling kan vara besvärlig vid parkering i trånga utrymmen. Servostyrning löser problemet. Motorn driver en pump som tillför olja under högt tryck till kuggstången eller styrhuset.

Ventiler i styrstången eller lådan öppnas när föraren vrider på hjulet, vilket släpper in olja i cylindern. Oljan arbetar med en kolv som hjälper till att trycka styrningen i rätt riktning.

Så fort föraren slutar att vrida ratten stängs ventilen och kolvens tryckande verkan upphör.

Kraften hjälper bara styrningen - ratten är fortfarande kopplad till väghjulen på vanligt sätt.