Was ist ein Lenkrad?
Ein Lenkrad ist ein ringförmiges Bauteil in einem Fahrzeug, das den Lenkmechanismus betätigt und es dem Fahrer ermöglicht, es zu drehen, um die Fahrtrichtung zu ändern.
Das Lenkrad ist in der Regel kreisförmig, wobei der Kranz der vom Fahrer gehaltene Teil ist, die Nabe der zentrale Teil, der mit der Lenkwelle verbunden ist, und die Speichen die Teile sind, die das Lenkrad mit der Lenkwelle (Lenksäule) verbinden.
Anwendungen von Lenkrädern
Lenkräder werden verwendet, um den Winkel der Fahrzeugräder zu verändern und die Fahrtrichtung einzustellen. Der Fahrer ergreift das Lenkrad mit beiden Händen und dreht es, um die Fahrtrichtung zu ändern.
Die Grundfunktion besteht darin, das Rad im Uhrzeigersinn zu drehen, um nach rechts vorwärts oder rückwärts zu fahren, und gegen den Uhrzeigersinn, um nach links vorwärts oder rückwärts zu fahren, um vorwärts oder rückwärts zu fahren. Lkw und Busse mit größeren Reifendurchmessern und schwerere Fahrzeuge verwenden eine Lenkung mit größerem Durchmesser, um das Betriebsdrehmoment zu verringern.
Renn- und Sportwagen verwenden Lenkräder mit kleinem Durchmesser, damit das Fahrzeug mit einem kleinen Betätigungswinkel wendig reagiert.
Funktionsweise der Lenkräder
Das Lenkrad ist im Wesentlichen kreisförmig, und die Drehung des größeren Kreises überträgt die Drehung auf den kleineren Kreis (Lenkwelle) in der Mitte. Dieses Hebelprinzip ermöglicht es, das Lenkrad mit leichter Kraft zu lenken.
Die auf die Lenkwelle übertragene Bewegung wird über das Lenkgetriebe auf ein Bauteil namens Spurstange übertragen. Spurstangen sind Stangen, die das Lenkrad nach links oder rechts bewegen und das Lenkgetriebe mit dem Lenkrad verbinden. Dabei wird die Drehbewegung der Welle in die Bewegung der Spurstangen nach links und rechts umgesetzt.
Weitere Informationen zu Lenkrädern
1. Der Ackermann-Mechanismus
Die Spurstangenenden und die Mittelpunkte des linken und rechten Reifens sind so gestaltet, dass sie von oben gesehen ein Trapez bilden. Dadurch drehen sich die inneren Reifen in einem größeren Winkel als die äußeren Reifen in Drehrichtung der Karosserie, wenn das Lenkrad eingeschlagen wird. Dies ist der Ackermann-Mechanismus.
Eine Lenkung mit einem normalen Viergelenkgestänge wird als Parallellenkung bezeichnet. Bei einer Parallellenkung, wie sie auch genannt wird, haben die inneren und äußeren Reifen keinen unterschiedlichen Winkel. Dies führt zu einem Schräglaufwinkel bei Kurvenfahrten.
Bei der Achsschenkellenkung hingegen bilden das linke und das rechte Vorderrad einen Kreis mit gleichem Mittelpunkt, so dass das Fahrzeug unter Bedingungen einlenkt, die die Reifen weniger belasten.
2. Lenkmechanismen
Die Lenkung lässt sich grob in die folgenden Typen einteilen:
Zahnstange und Ritzel
Bei der Zahnstangenlenkung wird ein Zahnrad mit kleinem Durchmesser (Ritzel) verwendet, das koaxial zur Lenkwelle angeordnet ist, und eine Zahnstange, die dem Ritzel entspricht. Die relativ einfache Struktur ermöglicht es, ein leichtes System zu schaffen.
Außerdem ist es sehr steif und reagiert schnell auf die Lenkung, weshalb es vor allem in Sportmodellen eingesetzt wird.
Kugelmutter-Typ
Die Kugelmutterlenkung hat mehr Teile und eine komplexere Struktur als die Zahnstangen- und Ritzellenkung. Andererseits hat sie den Vorteil, dass sie leichtgängig ist und eine große Lenkübersetzung hat.
Daher wird sie in der Regel in großen Fahrzeugen wie Lastkraftwagen eingesetzt, die eine große Betätigungskraft erfordern.
Servolenkung
Heutige Fahrzeuge sind mit einer Servolenkung ausgestattet, die es dem Fahrer ermöglicht, das Lenkrad mit leichter Lenkkraft zu drehen. Schwere Gegenstände wie der Motor sind vor dem Fahrzeug angebracht, und außerdem besteht Reibung zwischen den Reifen und dem Boden.
Aufgrund dieser Faktoren kann es bei Fahrzeugen ohne Servolenkung zu einer schweren Lenkung aufgrund von Reaktionskräften kommen. Es gibt zwei Hauptarten von Servolenkungen: hydraulische und elektrische.
Um das oben beschriebene Phänomen eines schweren Lenkrads zu mildern, wird die Motor- oder elektrische Leistung zur Unterstützung der Lenkradbetätigung verwendet.