A kormány olyan alkatrész, mint a fék vagy a kerék, azaz egyidős magával a gazdatesttel, az autóval. Nem bonyolult szerkezet - gondolhatnánk -, hiszen mindösszesen egyetlen egy feladata van: tekerjük a volánt és ennek hatására elfordítja a kereket. Azonban ma már hihetetlenül komplex feladat hárul a kormányművekre, legyen szó a változó rásegítésről vagy épp az automata parkolásról. A ThyssenKruppnál jártunk.

Amennyiben egy kicsit szigorúbban vesszük, a kormányzás még vénebb találmánynak tudható be, mint maga az autó, hiszen már a lovaskocsik is rendelkeztek tengelykormányzással, amely kezdetleges formában ugyan, de megvalósította az ívben haladáshoz szükséges feltételeket. Ez a "módszer" ráadásul nem is merült feledésbe: a teherautók pótkocsikon szinte kivétel nélkül ilyen megoldással élnek. A személyautóknál maradva azonban már a kezdetekben is egyértelműnek tűnt, hogy a tengelycsonk-kormányzás az egyetlen használható alternatíva, így a mérnökök már az első automobiloknál is ezt alkalmazták. Persze azóta eltelt több mint 100 év, és a kormánymű rettentően sokat fejlődött azóta, mióta első ízben tekergették.

A kormányszerkezetek alapját az Ackermann kormányzási geometria adja. Rudolph Ackermann már a 19. században a lovaskocsik kormányzását vizsgálva rájött arra a problémára, hogy amennyiben mindkét első kereket ugyanolyan szöggel fordítjuk el, a kanyarodási sugarak különbözősége miatt nem valósulhat meg a tökéletes ívben haladás, s a kerekek súrlódnak az útfelületen. Az Ackermann rendszer a kormánytrapézzal azonban mindezt könnyedén kiküszöböli, ugyanis alkalmazásával a tengelycsonkok kormányzása során egyidejűleg valósulhat meg a kerekek elfordulási szögének különbözősége.

Ezt követően csupán annyit kellett megoldaniuk a mérnököknek, hogy a kormány forgó mozgását a kormánytrapéz által igényelt mozgáspályára vigyék át. Ennek során kétféle áttételezéssel szembesülünk: az egyszerűbb felépítést a lineáris karakterisztika jelenti, ami dióhéjban annyit tud, hogy adott kormányelfordulási szögre adott kerékelfordítással reagál, míg a progresszív kormányzás esetén a kormány és a kerék elfordulási szögének aránya változik, azaz középállásban kis kormánymozdulatra kisebb szögelfordulás valósul meg, míg nagyobb kormánykitérésnél az áttételezés miatt a tengelycsonk sokkal nagyobb szögben fordul.

Maguk a szerkezetek több osztályba sorolandók. Első helyre a népszerűségi listán is élen járó fogasléces szerkezet kerül. Létezik továbbá egy úgynevezett csavarorsós szerkezet is, míg a harmadik csoportot a csigás kormányművek képviselik. A leggyakrabban alkalmazott szerkezet tehát a fogasléces: ez esetben a kormányműben a csapágyazott, a kormánytengelyen elhelyezett hajtó fogaskerék fogaslécbe kapcsolódik, a kormánykerék a fogaskerék forgatásával a fogaslécet a menetirányra merőlegesen eltolja, amely a kormányösszekötőkön keresztül a tengelycsonkhoz továbbítódik, így megvalósítva a kerék elfordítását.

Ez a legegyszerűbb és egyben a legszélesebb körben is alkalmazott típus, melynek egyetlen hibája, hogy a fogasléc középső részén - ahol ideje javát tölti - jobban használódik/kopik, ezáltal növekszik a holtjáték, valamint a kormány pontatlansága. Azonban mindez már nem elég, a kényelem és bizonyos szempontból a jobb vezethetőség megköveteli a szervorásegítst is, a nagyobb erőt igénylő feladatok már-már kényelmetlennek, a városi parkolások és manőverek pedig rémálomnak tűnhetnek nélküle.

Persze ezt nem róhatjuk fel mai társadalmunk puhányságaként, hiszen autót bárki vezethet, aki megszerezte az ehhez szükséges kompetenciákat, legyen szó törékeny hölgyekről vagy izmos férfiakról, így mindenki számára biztosítani kell a kényelmes autózás lehetőségét. Eleinte a tiszta hidraulikus szervózás jelentett megoldást, amit később a továbbfejlesztett, elektromos szivattyús, de még mindig hidraulikus szerkezet (elektrohidraulikus) váltott, ma már azonban a fő csapásirányt a tisztán elektromos rásegítés jelenti.

Az újabb lépcsőfokot az elektromechanikus szervokormány képviseli. Előnye, hogy csak akkor lép működésbe, ha azt a vezérlés szükségesnek tartja, tehát hatékony és csak minimális többletfogyasztást okoz, ráadásul hidraulikus egységet egyáltalán nem tartalmaz, ennek köszönhetően talán a megbízhatósága is jobbnak mondható. További előnye, hogy az elektromos segítséggel a kormányközépponthoz való visszatérés is egyszerűen megoldható, emellett a jármű többi segédrendszerének információit felhasználva egyéb funkciók is megvalósíthatóak vele.

Az elektromos rásegítésnek hála a gyártók ma már olyan kormányzási érzettel rendelkező szerkezetet rendelhetnek meg , amilyet csak szeretnének. A kormányműveket is fejlesztő ThyssenKrupp mérnökei például a gyártó tesztpilótáival együttműködve az adott márka ízléséhez és elvárásaihoz passzoló karakterisztikát képesek beállítani. A tervezési folyamat ráadásul a kormányspecialista eljárásának köszönhetően gyors: mind a mechanikai, mind a szoftver teljesen moduláris felépítésű, ezért sosem kell mindent az elején kezdeni, hanem a csomagok összeállítása és a mechanika autóhoz való pontos hozzáillesztése után már csak a finomhangolás van hátra.

A Thyssen jelenleg kétféle rendszert használ: a kisebb és olcsóbb modellekbe a kormányoszlopra szerelt rásegítést építik be, míg a méretesebb, magasabb kategóriás modellek a fogasléchez illesztett elektromos egységgel szerelt kormányművet kapják meg.

A konstruktőr, aki egyébként csapágyairól és motoralkatrészeiről, illetve liftjeiről is híres, olyan gyártókat lát el kormányművekkel, mint az Audi, Mercedes-Benz vagy a BMW. A német partnerek egyébként meglehetősen elégedettek a megbízható szerkezetekkel.

A mintegy 80 országban jelen lévő ThyssenKrupp ráadásul hazánkban, Budapesten is rendelkezik egy fejlesztői központtal, amely az egyik legkomolyabb bázisuk az elektromos szervokormányok tekintetében. „Az elektromechanikus kormányrendszerek készítésében szerzett tapasztalatainkat mély gyártási ismereteink adják.  Az értékláncon belül az összes folyamatot mi végezzük az öntéstől a megmunkáláson át az elektromechanikus kormányrendszerek komplex összeszereléséig. Az itt, Budapesten zajló szoftver- és hardverfejlesztés a siker kulcsfaktora ezen a területen. Ez adja ugyanis minden modell egyedi kormányzási érzetét, amelyet a vásárlói igények alapján alakítanak ki” – mondta Dr. Karsten Kroos, a ThyssenKrupp AG Alkatrész-technológia üzletágának igazgatótanácsi elnöke.

A zsámbéki Driving Camp vezetéstechnikai pályáján a Thyssen mérnökeinek segítségével megtapasztalhattuk, milyen széles határok közt képesek hangolni a szervokormányok működését. Nem csupán a rásegítés mértékét, de a kormányt visszatérítő erőt és számos egyéb paramétert képesek a mérnökök néhány szempillantás alatt megváltoztatni, ezzel teljesen más kormányzási érzetet nyújtva. A visszatérítési erőnek egyébként másutt is szerepe van: míg korábban a futóműgeometriával oldották meg, hogy az elfordított kormány elindulást követően szépen egyenesbe tekeredjen vissza, addig ma már az elektromotor oldja ezt meg. Ennek köszönhetően a futóműves szakemberek is sokkal szabadabban tervezhetnek, hiszen így más, ideálisabb geometriával is dolgozhatnak.

Az egyik legérdekesebb momentum egy kínai autóhoz fűződik, ugyanis a szakmai napon lehetőség nyílt a ThyssenKrupp kormányrendszerével szerelt SGMW kipróbálására is, amely belpiacra készül majd. Kínai autót még nem igazán vezettünk, azonban a néhány kilométeres próbakör után amondó vagyok, sok jóról nem maradtunk le. A relatíve olcsó megoldásokkal teletűzdelt modell ugyanis jóformán inkább egy időgépre hajaz, visszarepítvén minket jó 15 évvel az időben.

Íme, a kínai csoda

Az elektromos szervokormányoknak köszönhetően egyébként a ThyssenKrupp és az autógyártók olyan plusz funkciókat tudnak implementálni, mint az automatikus parkolórendszer, vagy az oldalszél hatását elimináló asszisztens, de példának okáért a sávtartó segéd működése is az elektromos szervo hozadéka.

A jövő, azaz a holnap kormányműve természetesen mindenféle mechanikus kapcsolatot mellőzne: a kormány csupán mint vezérlő maradna meg, és magát a kormányzás feladatát tisztán elektromotorokra bíznák a mérnökök – lényegében ez nem lenne más, mint a „drive by wire” implementálása. Ha a gyártókon múlna, már forgalomban is lenne az eszköz, azonban a szigorú szabályozásokon és jogi vitákon keresztül nehéz, és rögös út vezet. Az európai regulák még az erőteljesen redundáns rendszerek ellenére sem engedélyezik a kerekek és a kormánykerék közti összes mechanikus kapcsolat eliminálását, azonban néhány éven belül vélhetően ledőlnek a falak és az utakon is megjelenik a legújabb rendszer.

A jövő a mechanikus összeköttetés nélküli kormányműveké

Egyelőre csak egyetlen modellt találunk a piacon ilyen megoldással. Az Infiniti Q50 kormányművét elismerő és feddő szavakkal is illettük, megvalósulásának jogi alapjait pedig érdekes kettősség adja: hagyományos, mechanikus kormánymű-összeköttetéssel is rendelkezik, amely azonban csak akkor lép életbe, ha az elektromos egység meghibásodik.