L’impianto sterzante, che tanti chiamano semplicemente sterzo, è piuttosto complesso in quanto costituisce uno degli elementi nevralgici dell’automobile. In generale, esso comprende tutta la componentistica meccanica che consente di direzionare il veicolo.
In particolare, chi guidi il veicolo stesso applicherà la forza sul volante, che è la parte dell’impianto che “emerge” nell’abitacolo. La forza viene trasferita proprio dal piantone dello sterzo a quella che è una scatola vera e propria il cui moto in rotazione sarà convertito in un moto di tipo rettilineo e sarà, a sua volta, trasferito ai tiranti dello sterzo. Questi andranno ad agire sulle ruote che potranno, infine, cambiare direzione.
Gli impianti sterzanti oggi si dividono in tre principali comandi:
- Meccanico
- Idraulico
- Elettrico
Scatola guida meccanica
Scatola sterzo
La scatola meccanica segue lo stesso principio dell'idroguida con la differenza che il piantone dello sterzo è collegato direttamente al pignone che agisce sulla cremagliera. Lo sterzo meccanico viene attualmente impiegato nelle autovetture che sono dotate del sistema EPS, in quanto il piantone elettrico permette di ridurre lo sforzo necessario per imprimere la direzione alle ruote altrimenti risulterebbe poco adatto per automobili più pesanti in quanto molto duro da azionare.
EPS (piantone elettrico)
Il sistema EPS (Electric Power Steering) è l'evoluzione del servosterzo idraulico, il sistema è composto da un motorino elettrico comandato da una centralina e un riduttore.
La centralina legge il segnale di sterzata e lo combina con il dato della velocità dell'auto, così da azionare il motorino elettrico che fornisce la coppia necessaria per effettuare la sterzata con il giusto confort e senza sforzo per il guidatore.
Il sistema EPS consente di consumare meno carburante in quanto richiede meno energia, dal momento che non richiede l’intervento della batteria dell’auto, limitandosi a quella generata dal motore.
Scatola guida idraulica
Idroguida
La scatola idroguida è un servosterzo idraulico che rende più semplice il movimento di sterzata.
L'idroguida per poter funzionare necessita di una pompa meccanico o elettrica che viene azionata dal motore nel caso di quella meccanica e da un motore elettrico nella versione elettrica, la pompa spinge l'olio attraverso il circuito dell'idroguida che a sua volta lo incanala verso uno stantuffo che agisce da leva sullo sterzo.
Grazie alla vite globoidale (vite senza fine), collegata al piantone dello sterzo, si comanda il distributore indirizzando la sterzata in uno o nell'altro verso; in questo modo la sterzata risulta agevolata e comporta meno sforzo da parte del guidatore.
Pompa meccanica
La pompa meccanica (Pompa idroguida) svolge la funzione di spingere l'olio nelle tubazioni dell'idroguida, così da rendere la sterzata più semplice e con meno sforzo. La pompa meccanica a differenza di quella elettrica viene azionata dal movimento dell'albero motore attraverso una cinghia e una puleggia.
Pompa elettrica EPHS
Le pompe EPHS (Electrically Powered Hydraulic Sterring) sono la naturale evoluzione delle pompe idroguida tradizionali, a differenza delle normali pompe, la pressione non viene più generata tramite il moto del motore, ma avviene grazie ad un motore elettrico integrato nella pompa.
Attraverso i dati di velocità rilevati, la pompa eroga la giusta pressione per rendere stabile lo sterzo e la sterzata.
Scatola guida elettrica
Elettroguida EPAS
L'EPAS (Electric Power Assist Steering) è una variante del sistema EPS, utilizzato soprattutto per i veicoli di fascia alta. A differenza delle scatole guida idrauliche, nel sistema EPAS è presente una cremagliera e un pignone comandati da un motore elettrico che viene azionato da una centralina posizionata nella scatola stessa.
La centralina posta sulla scatola riceve i dati dalle centraline dell'auto, questo permette di integrare il sistema di sicurezza della vettura (ASR, ESP...)
Servo-assistenza e sistemi di assistenza alla guida ADAS
La percezione dello sterzo che abbiamo guidando la nostra auto ad alte velocità e durante un parcheggio ovviamente non è la stessa, questo perché l'assistenza alla sterzata varia il supporto che offre al conducente in funzione della velocità del veicolo. La centralina sterzo legge i valori messi in rete da parte della centralina ESP e motore.
I dati della prima vengono impiegati per conoscere la velocità del veicolo mediante i sensori giri ruota e l'angolo di rotazione del volante ottenuto dal sensore angolo di sterzata posto sotto il volante. Dalla centralina motore invece rileva il segnale “motore attivo” mediante il numero di giri indicati dal sensore di giri motore e comanda la servo-assistenza.
Quando entrano in gioco le funzionalità avanzate dei sistemi ADAS, l'assistenza alla guida può subentrare al conducente, durante situazione critiche ad esempio, il mantenimento della corsia di marcia o l'evitamento di un ostacolo contro cui andrebbe a sbattere l'auto. In questo caso i sensori dell'ESP che hanno il compito di monitorare la stabilità del veicolo, in caso di una accelerazione trasversale anomala informano la centralina dello sterzo dello stato della vettura.
A sua volta la centralina sterzo mediante il sensore di coppia e i dati ricevuti valuta la situazione ed avvia mediante un comando al motorino elettrico dello sterzo una misura antagonista per riportare l'auto in carreggiata. Questa è una delle funzioni che riesce a svolgere lo sterzo elettrico ma con l'introduzione di radar e telecamere a bordo delle auto lo sterzo ha incrementato ulteriormente il suo raggio d'azione.
Ad esempio la funzione Assistenza al mantenimento di corsia (Lane keeping AID di Ford o Keep Lane Assist di Mercedes etc) è basata sulla cooperazione tra la telecamera montata sul parabrezza e lo sterzo elettrico. Durante la guida la telecamera monitora le linee di demarcazione, che devono esser ben visibili e mediante un software calcola e misura la loro dimensione. Qualora il conducente uscisse fuori da questo “campo” il sistema inizialmente emetterebbe un segnale sotto forma di vibrazione sul volante o alert acustico.
Se il conducente non reagisce, lo sterzo avvia una sterzata controllata per riportare l'auto in carreggiata. Grazie allo sterzo elettrico è possibile anche parcheggiare l'auto trovandosi fuori dall'auto ma questo è un passaggio ulteriore che ci porterà sempre più vicini alle auto che guidano da sole. (fonte: www.sicurauto.it)
Vista la complessità dall’impianto sterzante, e la necessaria combinazione di forze richiesta, è comprensibile come un guasto al piantone dello sterzo possa essere non solo fastidioso dal punto di vista della manovrabilità, ma anche pericoloso. In alcuni casi il piantone dello sterzo diventa superfluo, poiché sono presenti dei sensori sul volante e attuatori di tipo idraulico che consentono di trasmettere comunque il moto alla parte inferiore dell’impianto.
Comunque sarà sempre fondamentale tenere d’occhio il piantone dello sterzo per evitare di ritrovarsi con una macchina “rigida” in condizioni di bisogno, ma soprattutto si consiglia sempre il montaggio da professionisti e l'acquisto di ricambi di certificati e affidabili la qualità di questo ricambio non può avere compromessi o difettosità.
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