Un servosterzo è un dispositivo meccanico montato su un veicolo a motore che aiuta i conducenti a sterzare il veicolo aumentando lo sforzo di sterzata necessario per girare il volante, rendendo più facile per il veicolo girare o manovrare a velocità inferiori.
Gli attuatori idraulici o elettrici aggiungono energia controllata al meccanismo dello sterzo, in modo che il conducente possa fornire meno sforzo per girare le ruote sterzanti quando guida a velocità tipiche e ridurre considerevolmente lo sforzo fisico necessario per girare le ruote quando un veicolo è fermo o si muove lentamente.
Il servosterzo può anche essere progettato per fornire un feedback artificiale delle forze che agiscono sulle ruote sterzanti.
I sistemi di servosterzo idraulico per auto aumentano lo sforzo di sterzata tramite un attuatore, un cilindro idraulico che fa parte di un servosistema. Questi sistemi hanno un collegamento meccanico diretto tra il volante e il leveraggio che guida le ruote.
Ciò significa che l'avaria del sistema di servosterzo (per aumentare lo sforzo) consente comunque di sterzare il veicolo utilizzando solo lo sforzo manuale.
I sistemi di servosterzo elettrico utilizzano motori elettrici per fornire assistenza anziché sistemi idraulici. Come per i tipi idraulici, l'alimentazione all'attuatore (motore, in questo caso) è controllata dal resto del sistema di servosterzo.
Altri sistemi di servosterzo non hanno un collegamento meccanico diretto alla tiranteria dello sterzo; richiedono energia elettrica. Sistemi di questo tipo, privi di collegamento meccanico, sono talvolta chiamati "drive by wire" o "steer by wire", per analogia con il "fly-by-wire" dell'aviazione.
In questo contesto, "filo" si riferisce a cavi elettrici che trasportano alimentazione e dati, non cavi di controllo meccanico a fune sottile.
Il primo sistema di servosterzo montato su un'auto di serie ha debuttato nella Chrysler Imperial del 1951 e la concorrenza ha subito seguito l'esempio.
Non solo il servosterzo ha consentito al guidatore di sterzare un veicolo pesante con molto meno sforzo e maggiore comfort, ma ha anche consentito agli ingegneri di migliorare la risposta dello sterzo, ovvero la velocità con cui l'auto cambia direzione quando il conducente gira il volante.
Prima che diventasse disponibile il servoassistenza, i sistemi di sterzo delle auto erano stati adattati in modo tale che servissero molti giri del volante per affrontare curve strette o per parcheggiare.
Questo cambio lento ha dato ai conducenti una maggiore leva contro l'elevato sforzo richiesto per sterzare le ruote anteriori. Ma l'avvento del servosterzo ha permesso agli ingegneri di accelerare il rapporto di sterzata.
Quanto deve essere girato il volante rispetto a quanto cambia l'angolo delle ruote anteriori perché lo sforzo aggiuntivo di sterzata potrebbe ora essere compensato dal nuovo sistema. In effetti, era più di un semplice offset; guidare un'auto è diventato quasi senza sforzo.
Il sistema di servosterzo utilizza dispositivi elettrici o idraulici intermedi per ridurre lo sforzo necessario per sterzare lateralmente le ruote anteriori del veicolo. Moltiplica la forza applicata dal guidatore attraverso il volante per ottenere un cambio di direzione del veicolo fluido e rapido.
Il sistema di servosterzo si basa su diverse parti meccaniche. I sistemi di servosterzo funzionano per fornire una manovrabilità più facile e un migliore grado di controllo sul veicolo, rendendo la guida ancora più agevole. A volte viene indicato come sistema di assistenza allo sterzo o SAS. Senza di essa, lo sterzo sarebbe fisicamente faticoso e impegnativo da eseguire.
I sistemi di servosterzo possono essere idraulici, elettrici o una combinazione dei due. Guidare un veicolo implica far girare le ruote anteriori in modo sincrono, a sinistra oa destra. Ciò si ottiene con l'aiuto di diversi sistemi di ingranaggi. I due principali sistemi di sterzo sono la cremagliera e il pignone e lo sterzo a ricircolo di sfere.
Il sistema di servosterzo utilizza dispositivi elettrici o idraulici intermedi per ridurre lo sforzo necessario per sterzare lateralmente le ruote anteriori del veicolo. Moltiplica la forza applicata dal guidatore attraverso il volante per ottenere un cambio di direzione del veicolo fluido e rapido.
La tua auto risponderà immediatamente anche alle più piccole regolazioni che apporti ed è più facile rimanere nella tua corsia quando guidi nel traffico ed esegui complicate manovre di parcheggio.
I sistemi di servosterzo idraulico funzionano utilizzando un sistema idraulico per moltiplicare la forza applicata agli ingressi del volante alle ruote sterzanti (solitamente anteriori) del veicolo. La pressione idraulica proviene in genere da un generatore o da una pompa rotativa a palette azionata dal motore del veicolo.
Un cilindro idraulico a doppio effetto applica una forza alla scatola dello sterzo, che a sua volta dirige le ruote. Il volante aziona le valvole per controllare il flusso al cilindro.
Maggiore è la coppia che il guidatore applica al volante e al piantone, più fluido le valvole consentono di passare al cilindro e quindi maggiore è la forza applicata per sterzare le ruote.
Il servosterzo elettrico (EPS) o il servosterzo a motore (MDPS) utilizza un motore elettrico anziché un sistema idraulico per assistere il conducente di un veicolo.
I sensori rilevano la posizione e la coppia del piantone dello sterzo e un modulo computer applica la coppia assistiva tramite il motore, che si collega alla scatola dello sterzo o al piantone dello sterzo. Ciò consente di applicare quantità di assistenza variabili a seconda delle condizioni di guida.
Gli ingegneri possono quindi adattare la risposta dello sterzo ai sistemi di sospensione a velocità variabile e a smorzamento variabile, ottimizzando la guida, la manovrabilità e lo sterzo per ciascun veicolo.
Sulle vetture del gruppo Fiat la quantità di assistenza può essere regolata utilizzando un pulsante denominato "CITTÀ" che commuta tra due diverse curve di assistenza, mentre la maggior parte degli altri sistemi EPS ha assistenza variabile. Questi forniscono più assistenza quando il veicolo rallenta e meno a velocità più elevate.
Di seguito sono riportati i tipi di sistemi di servosterzo:
Tutti e tre i sistemi di servosterzo svolgono la stessa importante funzione, ma la svolgono in modo diverso. Un sistema idraulico utilizza fluido ad alta pressione pompato meccanicamente, un sistema elettroidraulico utilizza un motore elettrico per pressare il fluido e un sistema elettrico utilizza un motore elettrico e sensori.
Il risultato finale è lo stesso:puoi girare facilmente il volante in tutte le condizioni. I sistemi di servosterzo completamente elettrici consentono di risparmiare circa un miglio per gallone, richiedono meno manutenzione e sono più affidabili di un sistema idraulico.
Questo sistema utilizza il fluido del servosterzo pressurizzato, fornito dalla pompa del servosterzo, per ridurre lo sforzo di sterzata. Un azionamento accessorio azionato dal motore o una cinghia a serpentina aziona la pompa e dirige il fluido del servosterzo ad alta pressione tramite il tubo flessibile ad alta pressione al lato di ingresso della valvola di controllo del servosterzo.
L'alta pressione che agisce sulla valvola di controllo aiuta il conducente a girare le ruote anteriori. Il liquido del servosterzo è immagazzinato in un serbatoio. Il livello corretto del fluido nel serbatoio viene mantenuto quando il fluido ritorna dalla scatola dello sterzo a una pressione molto più bassa.
I sistemi di servosterzo idraulico pompano continuamente il fluido e sono suscettibili al regime del motore, i giri al minuto alti equivalgono all'uscita ad alta pressione, i giri al minuto più bassi equivalgono all'uscita a bassa pressione. Per mantenere costante la pressione, una pompa del servosterzo utilizza una valvola di bypass per mantenere costante la pressione indipendentemente dalla velocità del motore.
Questi sistemi impiegano un motore elettrico brushless per azionare la pompa del servosterzo idraulico invece di una trasmissione accessoria azionata dal motore o una cinghia a serpentina.
Questo sistema funziona allo stesso modo e offre la stessa sensazione di un sistema di servosterzo idraulico convenzionale.
Questo sistema elimina l'idraulica e il fluido in pressione dal sistema. Quando il guidatore gira il volante, un motore a magneti permanenti bidirezionale brushless collegato alla scatola dello sterzo o al piantone dello sterzo fa girare le ruote anteriori. I sensori rilevano in che direzione viene girato il volante per aiutare il movimento della scatola dello sterzo nella direzione corretta.
Indipendentemente dal tipo di sistema di cui disponi, il servosterzo agisce sullo sterzo solo quando il conducente gira il volante.
I sistemi di servosterzo idraulico sono complessi, pesanti, richiedono manutenzione e occupano molto spazio. Il servosterzo elettrico utilizza un numero notevolmente inferiore di parti.
Utilizzando i sensori dell'angolo di sterzata e della coppia sterzante, oltre a un software sofisticato, gli ingegneri possono regolare la quantità di assistenza, ma anche il modo in cui lo sterzo si sente per il guidatore riproducendo diverse caratteristiche di sensazione della strada per diverse condizioni di guida. E il servosterzo idraulico utilizza il 90% in più di potenza del motore rispetto al servosterzo elettrico.
Poiché un sistema di servosterzo elettrico assorbe significativamente meno potenza dal motore, migliora notevolmente il risparmio di carburante e riduce le emissioni dallo scarico. E la rimozione di una puleggia motrice e di una cinghia dal motore riduce l'usura. Ciò prolungherà la vita del motore e contribuirà a ridurre le costose riparazioni.
Di seguito sono riportati i vantaggi del servosterzo:
Di seguito sono riportati gli svantaggi del servosterzo
