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Fahrzeugtechnik - Hilfskraftlenkung und hydraulische Servolenkung

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Fahrzeugtechnik

Hilfskraftlenkung und hydraulische Servolenkung

Wie wichtig die Hilfskraftlenkung ist, merkt man speziell beim Einparken. So ermöglicht die Hilfskraftlenkung eine direkte Lenkung unter geringem Einsatz von Lenkkraft.

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Bei Hilfskraftlenkanlagen wird die Lenkkraft von der Muskelkraft des Fahrers und von einer zusätzlichen Energiequelle erbracht.

Anforderungen an die Hilfskraftlenkung

Welche zusätzlichen Anforderungen an die Hilfskraftlenkung gestellt werden, zeigt dir die nachfolgende Auflistung:

  • Primär soll die aufzubringende Lenkarbeit reduziert werden.
  • Es darf kein zeitlicher Verzug oder Totweg beim Betrieb der Hilfskraft auftreten.
  • Fällt die Hilfskraft aus, so muss dennoch die volle Funktionstüchtigkeit der Lenkung gewährleistet sein. 

Auch wenn die Lenkarbeit reduziert wird, muss sie dennoch so ausgelegt sein, dass das Rückstellmoment an der Lenkung weiterhin spürbar ist. Beim Einparken sollten die Lenkkräfte aber gering ausfallen. 

Nimmt das Lenkmoment zu, so muss die Lenkunterstützung progressiv ansteigen und im Idealfall mit Zunahme der Geschwindigkeit abnehmen. 

Beispiel - Zeitlicher Verzug der Hilfskraftlenkung

Besonders wichtig ist, dass kein zeitlicher Verzug für die Hilfskraft auftritt. Wäre dem nicht so, so würde das saubere Halten der Spur äußerst schwierig. Warum das so ist, soll das nächste Beispiel verdeutlichen:

Beispiel

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Du fährst mit deinem neuen Auto auf der A1. Dabei stellen wir uns vor, dass ein zeitlicher Verzug der Hilfskraft in der Lenkung vorliegt. Möchtest du die Spur wechseln, so musst du erstmal die volle Lenkkraft aufbringen, um den gewünschten Lenkwinkel zu erreichen. Deine Muskeln sind in diesem Moment angespannt und wenn dann zusätzlich die Hilfskraft einsetzt, bewirkt dies einen weiteren nicht gewünschten Lenkeinschlag. 

Hydraulische Servolenkung

Hydraulische Servolenkung
Hydraulische Servolenkung

 

In den meisten Pkw kommt die hydraulische Servolenkung als Lenkunterstützung zum Einsatz. Die erforderliche Leistung wird entweder direkt von einem elektrischen Motor oder indirekt vom Fahrzeugmotor bereitgestellt.
Alternativ wird eine elektrische Pumpe eingesetzt, die mit einem Druckspeicher arbeitet und energetisch besonders günstig ist.
Sie treibt eine Hydraulikpumpe an und befördert druckbeaufschlagtes Öl über Leitungen und Schläuche an das Lenkgetriebe. Dieses ist so aufgebaut, dass das Lenkgehäuse zu einem Hydraulikzylinder wird. Bei der Zahnstangenlenkung wird auf der Zahnstange ein Kolbenboden angebracht.
Im Lenkgetriebe befinden sich Ventile, die je nach Lenkradmoment das Hydrauliköl in den gewünschten Raum im Lenkgetriebegehäuse befördern und dann die gewünschte Verschiebung der Zahnstange unterstützen.

Zur Regulierung werden entweder Kolben- oder Drehschieberventile eingesetzt. Diese befinden sich am Eingang des Lenkgetriebes, wobei ihre Gehäuse zylindrisch sind und sich mit der Lenkbewegung mitdrehen.
Ein torsionsweicher Stab leitet das aufgebrachte Lenkmoment des Fahrers an das Lenkgetriebe weiter. Infolge des Lenkmoments entsteht ein Verdrehwinkel.
Die mechanische Kopplung realisiert die Verschiebung/Verdrehung der Ventile am Ventilgehäuse, infolgedessen dann das Öl über freigegebene Bohrungen in die gewünschte Kammer am Lenkgetriebe strömen kann.