Układ kierowniczy wczoraj, dziś i jutro

Każdy, kto posiada samochód wyposażony we wspomaganie przesiadając się do modelu bez takiego udogodnienia nie może "uciągnąć" kierownicy. Bez względu na to, czy jest to mała Lancia Y, czy większy Seat Cordoba kierownica obraca się za ciężko. Tymczasem dawniej o wspomaganiu kierownicy w samochodach popularnych nawet nikt nie myślał.

Kierowanie pierwszymi samochodami z początku XX w. nie należało do przyjemności. Nie dość, że koło kierownicy było umocowane pionowo lub pod przypadkowym, nie uwzględniającym ergonomii kątem to dodatkowo kierowca musiał rękoma ustawiać manetki regulujące chwilę zapłonu i stopień otwarcia przepustnicy.

Dodatkowym problemem było kręcenie kierownicą, gdyż pierwsze samochody nie miały opon które zmniejszałyby tarcie kół o podłoże. Ich koła podobne były to tych stosowanych w bryczkach konnych - drewniana szprychowa konstrukcja i wąski pas gumy na obwodzie, poprawiający przyczepność na drodze. Dopiero na przełomie wieków zastosowano pierwsze "pneumatyki".

Pierwsze opony samochodowe były nieznacznie zmienionymi wersjami rowerowymi, stąd też pod obciążeniem ciężkich samochodów nie wytrzymywał szkielet opony i kierowca zamiast komfortu jazdy narażony był na częste wymiany dętek. Jeżeli dodamy do tego, że nie stosowano wówczas kół zapasowych i każdą zmianę dokonywano bezpośrednio na samochodzie to oczywistym jest, że jazda wiązała się z wieloma utrudnieniami o jakich nikt z nas już dzisiaj nie myśli.

Pierwsze opony - ze względu na budowę- musiały być pompowane ciśnieniem ok. 7 atmosfer. W praktyce sprawdzano to poprzez dopompowanie opony i uderzenie metalowym przedmiotem (kluczem lub młotkiem). Jeżeli opona "dźwięczała" to było oznaką, że ciśnienie jest w normie. Przełomem w zakresie stosowania kół pneumatycznych był rok 1906. Wówczas podczas wyścigów Grand Prix po raz pierwszy zastosowano zdejmowane koło. Dzięki temu samochód posiadający ogumienie pneumatyczne mógł w razie przebicia opony szybko zmienić całe koło, zamiast żmudnego naprawiania go na samochodzie.

Na kolejny przełom w dziedzinie komfortu jazdy trzeba było poczekać do roku 1924. Wtedy to rozpowszechniono opony pneumatyczne zwane "balonami". Były to opony niskiego ciśnienia (ok. 2- 3 at) z zupełnie nowym szkieletem wewnętrznym. Ta niewidoczna z zewnątrz zmiana upodobniła koła do takich, jakie znamy dzisiaj. Poprzednie opony nie uginały się podczas jazdy, przez co nie niwelowały wstrząsów pochodzących od drogi. Dopiero niższe ciśnienie pozwoliło na uginanie się opon i poprawę komfortu jazdy.

Także polscy konstruktorzy mają swój udział w poprawianiu komfortu jazdy. Po wprowadzeniu opon niskiego ciśnienia zauważono nieznane wcześniej zjawisko drgania kół przenoszonych na koło kierownicy. Wyeliminowanie tego zjawisko sprawiało duże problemy, gdyż nikt nie potrafił określić skąd pochodzą tajemnicze drgania. Pierwszy z kłopotem tym uporał się inż. Stanisław Ziembiński. Udowodnił on, że przyczyną drgań jest brak wyrównoważenia kół i można je wyeliminować poprzez odpowiednie wyważenie koła.

Nowoczesne ogumienie pozwoliło podróżować w bardziej komfortowych warunkach, ale nie wpłynęło na lekkość w obracaniu kołem kierownicy, szczególnie w większych samochodach. Wtenczas rozwiązaniem był...kierowca służbowy. Właściciele dużych prestiżowych limuzyn nigdy nie prowadzili samodzielnie pojazdów, stąd też problem "ciężko obracającej się kierownicy" nie był zbyt często poruszany.

W przypadku samochodów mniejszych także nie uskarżano się na brak komfortu. Powodem była nie tylko mniejsza masa pojazdów, ale również mały ruch na ulicach. Wspomaganie jest najbardziej potrzebne w chwili obracania kołem kierownicy na postoju. Wystarczy jednak nawet mała prędkość, aby opory wynikające z tarcia opony o podłoże uległy znacznemu zmniejszeniu. Ponieważ zaś nie było zbyt wielu samochodów nie było problemu z parkowaniem na ciasnych parkingach. Po raz pierwszy o wspomaganiu układu kierowniczego głośno zaczęto mówić w latach pięćdziesiątych. W roku 1951 zaprezentowano Chryslera New Yoker z silnikiem V8 5,4-litra. ważącego ponad 2 tony w którym było wspomaganie.

Prawdziwym przełomem był jednak Citroen DS. Zaprezentowany w październiku 1955 model miał hydrauliczny układ wspomagający. Z biegiem lat urządzenia doskonalono i wprowadzano liczne poprawki. Niektóre z nich nigdy nie znalazły naśladowców, jak chociażby układ w samochodzie wykonanym przez Citroena i Maserati dzięki któremu na postoju koła kierownicy ustawiały się samoistnie do jazdy na wprost.

Inne wynalazki takie jak progresywnie działające wspomaganie, w którym podczas dużych prędkości na skutek mniejszego oporu zanika siła wspomagająca są z powodzeniem stosowane do dnia dzisiejszego nie tylko w drogich modelach.

Układy pomagające kierowcy prowadzenie pojazdu nadal interesują wielu konstruktorów. Przykładem takich prac mogą być zaprezentowane modele concept car Mercedesa, Lancii, czy Citroena w których użyto Drive-by-wire - systemu który opiera się na usunięciu mechanicznych i hydraulicznych systemów sterownia różnymi układami, a zamiast nich wprowadzenia elektromechanicznych siłowników współpracujących z intefejsami takimi jak pedał hamulca czy przepustnicy.

W Mercedesie układ kierowniczy zastąpiono dwoma joystickami. Kierujący siedzi wygodnie z rękami podpartymi na podłokietnikach.Chcąc wykonać skręt delikatnie przechyla dźwignię która sprawia, że koła dokonują skrętu. W tym przypadku brak mechanicznych połączeń pomiędzy poszczególnymi układami, a za poprawną pracę odpowiada elektronika i siłowniki hydrauliczne.

Jeszcze bardziej oryginalne rozwiązanie zaproponowali konstruktorzy Lancii (model Dialogos) i Citroena (prototyp C Crosser) . Po otwarciu drzwi zobaczymy kolumnę kierownicy ustawioną pionowo przed przednią szybą. Dopiero po wejściu do pojazdu przesunie się ona na prawą lub lewą stronę w zależności od zadanych parametrów jazdy (ruch lewo lub prawostronny). Także w tym przypadku nie zastosowano tradycyjnej kierownicy. Zamiast "kółka" zamontowano wolant podobny do tego jaki stosowany jest w lotnictwie. Delikatne ruchu wolantem przekazywane są poprzez siłowniki hydrauliczne na koła skrętne. Tak więc w przyszłości problem "ciężko obracającej się kierownicy" raczej nie będzie istniał.

Bogusław Korzeniowski