ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗΣ PART I

Πέραν του συστήματος μετάδοσης-κινητήρα (το λεγόμενο «drivetrain») τρία είναι τα κύρια υποσυστήματα του αυτοκινήτου: το σύστημα πέδησης, το σύστημα ανάρτησης και το σύστημα διεύθυνσης. Μαντέψτε για ποιο από τα τρία δεν έχει γίνει ποτέ Know How στο περιοδικό... H αλήθεια είναι το σύστημα διεύθυνσης σνομπάρεται από μεγάλο κομμάτι των γκαζοφίλ, ίσως γιατί δεν «δίνει άλογα» και ίσως γιατί «αποτελεί μυστήριο μηχανισμό με περίεργες γεωμετρίες που αφού τα ξέρει αυτά ο γάτος ο ευθυγραμμισάς μου, εμένα μου περισσεύει». Στην πραγματικότητα ωστόσο τα πράγματα δεν θα μπορούσαν να ήταν πιο διαφορετικά. Ας ξεκινήσουμε από το πρώτο που αναφέραμε, τα άλογα. Για να πάει ένα δεδομένο αυτοκίνητο πιο γρήγορα, δεν αρκεί απλά να αυξηθεί -γενικά και αόριστα- η ισχύς του, αλλά, πιο συγκεκριμένα, πρέπει να αυξηθεί η εκμεταλλεύσιμη ισχύς του και εδώ είναι που μπαίνει στο παιχνίδι η έννοια του στησίματος, και στο στήσιμο το σύστημα διεύθυνσης έχει υπέρ-μείζονα ρόλο. Και αυτό αφορά κάθε είδους κίνηση, και σε ευθείες και σε στροφές. Η ψαγμένη «κοντράδικη» ευθυγράμμιση είναι ένα από τα καλά κρυμμένα μυστικά των «ευθειάκηδων», είτε κατηγορίας Βούτας, είτε επίσημου drag-strip: αφενός επηρεάζει τα μάλα την εκκίνηση και την πρόσφυση στο ξεκίνημα (τα προς εκμετάλλευση άλογα στο τροχό δηλαδή) και αφετέρου μετά την εκκίνηση και όσο τα χιλιόμετρα ανεβαίνουν, μία καλή η κακή ευθυγράμμιση με προσανατολισμό ευθείας επηρεάζει άμεσα και τις απώλειες λόγω τριβών των ελαστικών, δηλαδή και πάλι τα αγαπημένα μας διαθέσιμα άλογα στο τροχό. Φυσικά, μην ξεχνάμε επίσης, πως οι λέξεις «άλογα» και «σύστημα διεύθυνσης» παντρεύονται άμεσα και σε επίπεδο απωλειών του συστήματος υποβοήθησης, οι οποίες μόνο αμελητέες δεν είναι για αυτόν που ψάχνει το δέκατο (ή την καρότσα) στο 400άρι. Αν, ωστόσο, το να πείσουμε τους ευθειάκηδες για την αξία ενός υγιούς (άρα και ασφαλούς, για να μην ξεχνιόμαστε) και ψαγμένου συστήματος διεύθυνσης είναι δύσκολο, τότε για τους στροφάκηδες δεν χρειάζεται να προσπαθήσουμε και πολύ, αυτοί ξέρουν πολύ καλά ότι ένα «σωστό τιμόνι» είναι το Α και το Ω, τόσο ως προς την επίτευξη απόλυτων χρόνων, όσο και ως προς την ανάδραση και την πληροφόρηση που λαμβάνει ο οδηγός για την συμπεριφορά του οχήματος και την κατάσταση του οδοστρώματος. Μπορεί, κυριολεκτικά, να μεταμορφωθεί ένα αυτοκίνητο με ένα καλό σέρβις και μία διαφορετική «περιποίηση» στο σύστημα διεύθυνσης του από κάποιον γνώστη.

Ας περάσουμε λίγο όμως και στο δεύτερο που αναφέραμε πάνω, δηλαδή το «μυστήριο» που περιτριγυρίζει την λειτουργία του όλου συστήματος. Γωνίες επί γωνιών, αξονάκια επί αξόνων, μπαλάκια επί σφαιριδίων και και και, συχνά τρομάζουν αναγνώστες μας (οι οποίοι μπορεί να παίζουν π.χ. το μοτέρ γνωστικά στα δάκτυλα) και τους κάνουν να περιορίζουν το γνωστικό τους εύρος σχετικά με το σύστημα διεύθυνσης το πολύ μέχρι το «κάπου εκεί μπροστά υπάρχει μία κρεμαγιέρα, κάπου...». Ότι τα πάντα στο σύστημα διεύθυνσης δεν είναι «ένα κι ένα κάνουν δύο» ή πασιφανή είναι γεγονός, υπάρχει σε κάποιο σημαντικό βαθμό μία δόση «μαγείας» που αφορά κάθε μοντέλο και κάθε στήσιμο ξεχωριστά (και η οποία περιπλέκεται ακόμα περισσότερο, δεδομένου πως η ρύθμιση της ανάρτησης επηρεάζει αυτή του συστήματος διεύθυνσης και viceversa), με τον υποκειμενικό παράγοντα σε κάθε περίπτωση να μπαίνει για τα καλά μέσα στην εξίσωση. Στην σειρά αυτή όμως των Know How που εγκαινιάζουμε σήμερα, θα προσπαθήσουμε τουλάχιστον το πιο χειροπιαστό κομμάτι να το κάνουμε όσο πιο κατανοητό και εύπεπτο γίνεται, με σκοπό να λυθούν όσο το δυνατόν περισσότερες απορίες, αλλά και να δοθεί τροφή για περαιτέρω σκέψη. Η ευθυγράμμιση και η γεωμετρία είναι μία μόνο από τις πτυχές που ήδη αναφέραμε, το «hardware» του συστήματος στις διάφορες παραλλαγές του είναι η άλλη και έχει εξίσου μεγάλο ενδιαφέρον, αφού αυτό έχει δεχτεί τεράστιες ποσότητες νέας τεχνολογίας (μηχανικής και ηλεκτρονικής) τα τελευταία χρόνια, τόση πολλή, που ουσιαστικά το σύστημα διεύθυνσης ενός μοντέρνου αυτοκινήτου θα ήταν αγνώριστο στα μάτια ενός μηχανικού που τον βάλαμε στην κατάψυξη το 1970 και τον ξυπνήσαμε σήμερα (βλ. Φονσό).

Από το τιμόνι στις ρόδες

Ας δούμε αναλυτικά τους βασικούς μηχανισμούς ως προς τα επιμέρους εξαρτήματα και τον τρόπο που αυτά συνεργάζονται, έτσι ώστε η κίνηση από τα κουλάδια μας να περάσει στους άμοιρους τους τροχούς. Προφανώς, σε κάθε περίπτωση η κίνηση ξεκινάει ως περιστροφική στο τιμόνι και καταλήγει πάλι ως περιστροφική στους τροχούς, αλλά στο ενδιάμεσο έχει υποστεί μετατροπή σε γραμμική και μετά πάλι σε περιστροφική. Πάμε να δούμε ολόκληρη την διαδρομή του κινηματικού μηχανισμού του συστήματος διεύθυνσης:

Το τιμόνι και η κολώνα του: Το τιμόνι («βολάν») δεν ήταν πάντα κυκλικής στεφάνης και δεν αναφερόμαστε στα flat-bottom τιμόνια (καγκούρικα aftermarket ή εργοστασιακά) που είναι της μόδας, αλλά στην ύπαρξη του ίδιου το τιμονιού: τα πρώιμα αυτοκίνητα διέθεταν πηδάλιο-λαγουδέρα για την κίνηση των τροχών, σύντομα όμως και πριν την μαζικοποίηση του αυτοκινήτου στις μάζες, από τα τέλη του 19ου αιώνα έγινε αντιληπτό πως η κυκλική στεφάνη είναι πανάκεια (μάλλον θα κοπάνησε η λαγουδέρα κανέναν κακόμοιρο γαλαζοαίματο στα αχαμνά μετά από επαναφορά ανάποδου). Το τιμόνι, από απλό χειριστήριο με ακτίνες και στεφάνη, όπως ξέρετε πλέον, έχει μετατραπεί σε «κέντρο ελέγχου πίνακα ηλεκτρονικών» με κάθε λογής κουμπιά τα οποία αφορούν τα πάντα, εκτός από την άμεση οδήγηση των τροχών, οπότε προχωράμε γοργά. Το κέντρο του τιμονιού μεταφέρει την περιστροφή κίνηση μέσω κάποιου είδους πολύσφηνου και πλήμνης στην κορυφή της κολώνας του τιμονιού (ΟΚ δεν μιλάμε για σένα αγωνιάρη μου με το quick release τιμόνι που το βάζεις στο κομοδίνο το βράδυ!). Η κολώνα του τιμονιού, δουλειά της οποίας είναι να μεταφέρει κίνηση από το τιμόνι στον εκάστοτε μηχανισμό διεύθυνσης που θα δούμε παρακάτω, μέχρι κάποιο σημείο στην ιστορία της αυτοκίνησης ήταν μία απλή μασίφ ράβδος, πράγμα που δημιούργησε ένα μικρούλι προβληματάκι στις μετωπικές συγκρούσεις: είχε την κακιά συνήθεια να καρφώνεται στο στήθος του οδηγού, στερώντας του και την τελευταία ελπίδα επιβίωσης αν ο αυχένας του είχε γλιτώσει από τα G. Στην πορεία οι κολώνες, κατά βάσει, έγιναν τηλεσκοπικής διάταξης για δυο λόγους: πρώτον για να διευκολύνεται η μετακίνηση τους και κατ' επέκταση η ρύθμιση της θέσης οδήγησης και δεύτερον για λόγους ασφαλείας. Ως προς το πρώτο κομμάτι, πριν τις ρυθμιζόμενες / μετακινούμενες κολώνες, ιστορικά υπήρχε μόνο ένας απλός μηχανισμός «σπασίματος» του τιμονιού σε κάποιο σημείο κατά μήκος της κολώνας μέσω διάταξης καστάνιας, το οποίο σταδιακά αντικαταστάθηκε με απασφαλιστικές διατάξεις ή ακόμα και ηλεκτροκινητήρες με μνήμες για τα upper class μοντέλα. Από την άλλη, τα (συνήθως) δύο μέρη του τηλεσκοπικού μηχανισμού σε περίπτωση σύγκρουσης «σπάνε» ελεγχόμενα το ένα μέσα στο άλλο, αλλά και στην κάτω άκρη της κολώνας, τόσο κατά μήκος, όσο και εγκάρσια, με ειδικά κιτ θραύσης, με τρόπο μάλιστα που καθορίζεται από συγκεκριμένη νομοθεσία: για σύγκρουση με 48,3km/h η άκρη της κολώνας δεν επιτρέπεται να μετακινηθεί πάνω από 127mm, ενώ οι δυνάμεις που ασκούνται στο σύστημα δεν πρέπει να είναι πάνω από 1,111daN στα 24,1km/h. Η κολώνα μπορεί να διαθέτει ελαστικούς συνδέσμους κατά μήκος της για το φιλτράρισμα των κραδασμών προς το τιμόνι, ενώ στην άκρη της συνδέεται κατά κανόνα με την κυρίως διάταξη διεύθυνσης, που θα δούμε αμέσως παρακάτω, μέσω συνδέσμου Cardan («σταυρός»): εδώ, μπορεί είτε να συνδέεται κατευθείαν η κολώνα στο υπόλοιπο σύστημα διεύθυνσης, είτε μέσω του ενός ή δύο λεγόμενων «ενδιάμεσων άξονων τιμονιού» που ουσιαστικά είναι μικρά αξονάκια με σταυρούς στις άκρες τους, που μέσω των γωνιών που δίνουν στην μεταφορά της κίνησης, φέρνουν την άκρη της κολώνας «πρόσωπο» με την είσοδο της κρεμαγιέρας ή του ατέρμονα. Η κολώνα φυσικά μπορεί να έχει πάνω της πλήθος αισθητήρων και υποσυστημάτων υποβοήθησης, αλλά αυτά θα τα δούμε αναλυτικά σε ειδικά αφιερωμένη συνέχεια της σειράς, αργότερα.

Ατέρμονας, περικόχλιο, τομέας και επανακυκλοφορούντα σφαιρίδια: Η πλειοψηφία των επιβατικών οχημάτων σήμερα διαθέτει κρεμαγιέρα (που είναι γενικώς και η φτηνότερη λύση) για την μετάδοση της κίνησης από την κολώνα στα άκρα των τροχών, αλλά πολλά εκτός δρόμου, heavy duty και επαγγελματικά αυτοκίνητα ακόμα την απαρνούνται και χρησιμοποιούν την πιο παραδοσιακή διάταξη με «ατέρμονα κοχλία και περικόχλιο» ή «ατέρμονα με τομέα γραναζιού» με ή χωρίς την προσθήκη των λεγόμενων «επανακυκλοφορούντων σφαιριδίων». Η Mercedes μάλιστα, μέχρι πολύ πρόσφατα σε πάρα πολλά επιβατικά της (π.χ. προηγούμενες γενιές SLK/CLK), έπινε νερό στο όνομα της διάταξης των σφαιριδίων, ενώ GM και Chrysler (π.χ. Wrangler) επίσης δεν την αλλάζουν με τίποτα.

Ας δούμε όμως πως προκύπτει αυτή η διάταξη. Η κλασική απλή διάταξη (άνευ σφαιριδίων) θέλει έναν ατέρμονα κοχλία (εξωτερικό σπείρωμα δηλαδή) στην άκρη της κολώνας να εμπλέκεται κατευθείαν με ευμέγεθες «περικόχλιο» (εξωτερικό σπείρωμα) που τον περιβάλει και το οποίο, όντας σταθερό ως προς την έδραση περιστροφής του καθώς γυρνάει ο ατέρμονας, αντί να περιστρέφεται μαζί του, μετακινείται γραμμικά, συνδεόμενος με το υπόλοιπο σύστημα διεύθυνσης και τους τροχούς. Εναλλακτικά, ο ατέρμονας μπορεί να συνδέεται με δεύτερο γρανάζι («κορώνα») όπου μέσου ειδικού βραχίονα-«στροφάλου» μετατρέπει την περιστροφική κίνηση σε γραμμική ("Pitman arm") προς τα άκρα των τροχών. Η διάταξη αυτή που περιγράφουμε στην «προχωρημένη» της εκδοχή εξελίσσεται σε «επανακυκλοφορούντων σφαιριδίων» ως εξής: το κουτί-περικόχλιο που περιγράψαμε πριν, εκτός από εσωτερικό σπείρωμα διαθέτει και εξωτερική γραμμική οδόντωση (σαν μικρός κανόνας κρεμαγιέρας) από την μία του πλευρά, η οποία εμπλέκεται με έναν τομέα γραναζιού στην άκρη βραχίονα (τροχός δηλαδή που διαθέτει «μερική» οδόντωση σε ορισμένες μοίρες της περιφέρειας του και όχι σε 360 μοίρες). Καθώς περιστρέφεται, μέσω της κολώνας, ο ατέρμονας στην άκρη της, εντός του περικοχλίου, αυτό μετακινείται (χωρίς περιστροφή) κατά μήκος του πάνω - κάτω και έτσι, μέσω της εξωτερικής του οδόντωσης, περιστρέφει τον τομέα γραναζιού και επομένως και τον βραχίονα Pitman που αναφέραμε ότι μετατρέπει την κίνηση σε γραμμική, πάνω στη κεντρική μπάρα κίνησης εγκάρσια του αμαξώματος.

Η κεντρική μπάρα, μέσω του κινηματικού μηχανισμού των μεσόμπαρων-ακρόμπαρων που θα δούμε παρακάτω, πιάνει στις προεκτάσεις των άκρων κάθε τροχού και τα περιστρέφει. Ως βάση στήριξης στην κεντρική μπάρα του μηχανισμού (ώστε να μένει σε σταθερό ύψος) υπάρχει το λεγόμενο "idler arm" στην απέναντι από τον βραχίονα Pitman πλευρά της. Αντί ο ατέρμονας όμως να πιάνει κατ' ευθείαν στο εσωτερικό σπείρωμα του περικοχλίου, ανάμεσα στα δύο σπειρώματα κυκλοφορούν χαλύβδινα σφαιρίδια, σαν αυτά που συναντάμε σε ένα ρουλεμάν και τα οποία κυκλοφορούν συνεχώς γύρω από τον ατέρμονα, μέσα σε ειδικό κυλινδρικό φορέα, που κρατάει τα σφαιρίδια σε κλειστό κύκλωμα καθώς περιστρέφεται το σπείρωμα του. Η ύπαρξη τους συνίσταται σε δύο λόγους: 1ον, μειώνουν τις εσωτερικές τριβές του μηχανισμού και την συνεπαγόμενη φθορά που θα υπήρχε αν τα σπειρώματα ήταν σε απευθείας επαφή, και 2ον, παίρνουν τα μπόσικα από τον τζόγο που θα είχε ο μηχανισμός κατά την αλλαγή φοράς περιστροφής του τιμονιού και στις ακραίες θέσεις του. Το κόστος του εν  λόγω μηχανισμού είναι αυξημένο, αλλά προσφέρει μεγάλη αντοχή (γι' αυτό και έχει κυρίως φορτηγίσια χρήση) και δυνατότητα παροχής μεγάλης σχέσης μοχλισμού (σχέση μετάδοσης), κάτι που επίσης είναι εκ των ουκ άνευ στα βαριά οχήματα. Με την έλευση και την διάδοση των συστημάτων υποβοήθησης, το πλεονέκτημα αυτό του μοχλισμού ατόνησε (αφού το ζόρι το τραβάνε οι αντλίες, μέσω ενέργειας από τον κινητήρα και όχι από τα χέρια του οδηγού) και έτσι, σε εφαρμογές που κάποτε απαιτούσαν οπωσδήποτε ατέρμονα και σφαιρίδια πλέον επιλέγεται...

...Κρεμαγιέρα: Πακτώστε στην άκρη της κολώνας (ή του ενδιάμεσου άξονα αν υπάρχει) ένα μικρό «πινιόν» γρανάζι (ευθείας ή ελικοειδούς οδόντωσης, στα επιβατικά πλέον έχει επικρατήσει το δεύτερο) και φέρτε το σε επαφή όχι με άλλο μεγαλύτερο γρανάζι (κορώνα, όπως π.χ. σε διαφορικό), αλλά με ένα ευθύ, «ίσιο γρανάζι», τον λεγόμενο «οδοντωτό κανόνα», όπου δεν είναι τίποτα άλλο πέρα από μία πεπλατυσμένη βέργα με οδόντωση στην μία της πλευρά: καθώς περιστρέφετε το τιμόνι, δηλαδή το πινιόν, αυτό, μέσω της εμπλοκής των δύο οδοντώσεων, κινεί τον κανόνα αριστερά - δεξιά. Συγχαρητήρια, μόλις μετατρέψατε την περιστροφική κίνηση σε γραμμική μέσω της γνωστής μας «κρεμαγιέρας». Εκατέρωθεν του κανόνα, βάλτε και από 2-3 ράβδους σε κάθε πλευρά για να τον συνδέσετε με τις ρόδες και, συγχαρητήρια Νο.2, μόλις επαναφέρατε την γραμμική κίνηση σε περιστροφική των τροχών ως προς τον κατακόρυφο άξονα και το άκρο στήριξης τους στο αμάξωμα.

Ας δούμε όμως λίγο πιο αναλυτικά τι και πως το καταφέρατε. Ο κανόνας της κρεμαγιέρας είναι φυλακισμένος σε ένα κυλινδρικό περίβλημα, το «κέλυφος» της κρεμαγιέρας. Το κέλυφος έχει ένα άνοιγμα στην πάνω του πλευρά για να χωθεί ο άξονας του πινιόν και να έρθει σε μόνιμη επαφή με τον κανόνα. Όπως και σε κάθε ζευγάρι γραναζιών, έτσι και μεταξύ κανόνα-πινιόν, ορίζεται μία σχέση μετάδοσης, η σχέση μετάδοσης ή βήμα της κρεμαγιέρας: πρόκειται για τον λόγο των περιστροφών του πινιόν προς την αντίστοιχη διαδρομή του κανόνα, κατά τις περιστροφές αυτές. Όσο μεγαλώνει η διάμετρος του πινιόν, τόσο μικραίνει η σχέση μετάδοσης της κρεμαγιέρας (μειώνονται οι περιστροφές του τιμονιού που απαιτούνται για να φέρουν τον κανόνα, και επομένως τους τροχούς, από την μία τέρμα θέση τους στην άλλη, αλλά ταυτόχρονα αυξάνει η δυσκολία με την οποία περιστρέφεται το τιμόνι, -σκληραίνει), ενώ όσο μικραίνει το πινιόν, τόσο αυξάνει η σχέση μετάδοσης της (απαιτούνται περισσότερες περιστροφές στο τιμόνι, αλλά με λιγότερη προσπάθεια). Έτσι έχουμε αντίστοιχα τις «κοντές» και «μακριές» κρεμαγιέρες. Ο κανόνας καθαυτός μπορεί να είναι δύο ειδών: α) με σταθερή οδόντωση καθόλο το μήκος του («γραμμικός»)  και επομένως να προσφέρει την ίδια συμπεριφορά βήματος είτε το πινιόν βρίσκεται στο κέντρο του (κατα την περιστροφή του τιμονιού γύρω από την κεντρική του θέση), είτε στις άκρες του (κόντα στα τέρμα αριστερά και δεξιά «στοπ» του τιμονιού) και β) μεταβλητού βήματος κατά μήκος του (μη γραμμικός). Το (β) σημαίνει πως η οδόντωση στο κέντρο του κανόνα είναι πιο πυκνή από ότι στα δύο (συμμετρικά) άκρα του, γεγονός μέσω του οποίου πετυχαίνουμε το εξής: για κινήσεις γύρω από την κεντρική θέση του τιμονιού, η κρεμαγιέρα μας είναι «μακριά» (μεγαλύτερη σχέση μετάδοσης ) και επομένως λιγότερο ευαίσθητη στις αντιδράσεις της για δεδομένη περιστροφή τιμονιού (π.χ. εμποδίζεται μία βίαιη υπερστροφική αντίδραση του οχήματος στα πολλά χιλιόμετρα). Όσο τώρα στρίβουμε περισσότερο το τιμόνι, η κρεμαγιέρα προς τα άκρα της «κονταίνει» και έτσι η αντίδραση των τροχών γίνεται πιο άμεση στις εντολές εισόδου του τιμονιού. (Παρεμπιπτόντως, ο κανόνας της κρεμαγιέρας αποτελεί έξοχο «φονικό όπλο αποτροπής» και συγκεκριμένος -άρρωστος- φίλος κυκλοφορεί με έναν τέτοιο χύμα στο αυτοκίνητο «για ώρα ανάγκης» αφού, όπως λέει, μπροστά στη θέα του κανόνα τι να πει ακόμα και μπαστούνι του baseball!). Παραδοσιακά, η κρεμαγιέρα σε περίπτωση ζημιάς (διαρροή των λαδιών της, χτύπημα από τζόγο στο εσωτερικό της) μπορούσε να ανοιχτεί και να επισκευαστεί αντικαθιστώντας επιμέρους μόνο εξαρτήματα της ή απλά ένα σετ στεγανοποιητικών τσιμουχών της, ωστόσο τελευταία υπάρχει μία τάση όπου πολλοί κατασκευαστές δεν δίνουν ξεχωριστά τα ανταλλακτικά της, παρά μόνο διαθέτουν ως Part Number κομπλέ ολόκληρο το «σφραγισμένο» συγκρότημα του κελύφους με τα εσωτερικά του, και να σου τα εγκεφαλικά των εκτός εγγύησης πελατών.

Ας δούμε όμως και τον υπόλοιπο κινηματικό μηχανισμό μετά τον κανόνα και μέχρι τους τροχούς. Σε καθεμία από τις δύο άκρες του κανόνα (στην αριστερή και την δεξιά  έξοδο του κελύφους και κατά κανόνα με έναν ασφαλιστικό αποστάτη να παρεμβάλλεται) έρχεται και κουμπώνει, μέσω σφαιρικού συνδέσμου, η πρώτη από τις δύο ράβδους-μπάρες προς τους τροχούς, το «ημίμπαρο» (ή «μεσόμπαρο» κατ' άλλους...). Τα σημεία πρόσδεσης του αριστερού και του δεξιού ημίμπαρου στον κάνονα (το εσωτερικό άκρο τους) προφυλάσσονται από φούσκες, ενώ στο άλλο άκρο το καθενός (το εξωτερικό), το οποίο διαθέτει αρσενικό (εξωτερικό) σπείρωμα, έρχεται να βιδώσει το άλλο μισό του κάθε ημίμπαρου, το ακρόμπαρο. Το ακρόμπαρο έχει, κατά κανόνα, θηλυκό (εσωτερικό) σπείρωμα και έτσι, μέσω ασφαλιστικού παξιμαδιού κατά μήκος του ημίμπαρου, ρυθμίζουμε το πόσο βαθιά θα εισέλθει η εξωτερική πλευρά του ημίμπαρου μέσα στην εσωτερική του ακρόμπαρου (σπανιότερα και το ακρόμπαρο έχει αρσενικό σπείρωμα, οπότε η σύνδεση με το ημίμπαρο λαμβάνει χώρα μέσω ξεχωριστού «χιτωνίου», με εσωτερικό σπείρωμα μέσα στο οποίο πιάνουν και τα δύο προαναφερθέντα μπαράκια). Η εξωτερική πλευρά του ακρόμπαρου έρχεται να συνδεθεί με «μπάλακι» (uniball) στην ειδική προέκταση-βραχιόνα του άκρου-πλήμνης έδρασης των τροχών (στην θέση των οποίων παλιότερα, για την περιστροφή του τροχού, υπήρχε διάταξη βασιλικού πείρου). Δεδομένου ότι το μπαλάκι του ακρόμπαρου με το καιρό παρουσιάζει φθορά και επομένως δημιουργούνται μπόσικα στο μηχανισμό, πολλοί τύποι ακρόμπαρων διαθέτουν στο εσωτερικό τους ειδικό ελατήριο προφόρτισης, του οποίου δουλειά είναι, όσο φθείρεται το μπαλάκι, να μαζεύει το τζόγο του, πιέζοντας το.

Αν θέλουμε να ανακεφαλαιώσουμε λοιπόν, κατά σειρά, την όλη κίνηση, έχουμε: στρίβουμε το τιμόνι δεξιά, το περιστρεφόμενο πινιόν μετακινεί τον κανόνα προς τα αριστερά, ο κανόνας τραβάει μαζί του το ημίμπαρο προς τα αριστέρα και αυτό με τη σειρά του παρασέρνει το ακρόμπαρο, επίσης προς τα αριστέρα. Τραβώντας λοιπόν το ακρόμπαρο τώρα την πίσω πλευρά του άκρου του τροχού προς το αμάξωμα , ο τρόχος στρίβει προς τα έξω (δεξιά). Ομοίως, ταυτόχρονα από την άλλη πλευρά, ο κανόνας, αντί να τραβάει, σπρώχνει το ημίμπαρο, το οποίο σπρώχνει το ακρόμπαρο, το οποίο σπρώχνει το πίσω μέρους του άκρου προς τα έξω για να στρίψει ο τροχός προς τα μέσα. Από τα παραπάνω εύκολα προκύπτει ότι  από το ποσό της «διείσδυσης» του ημίμπαρου μέσα στο ακρόμπαρο ρυθμίζεται η σύγκλιση/απόκλιση των τροχών, κάτι που θα δούμε και στις επόμενες συνέχειες. Η κρεμαγιέρα, σαν μηχανισμός, δεν μπορεί να προσφέρει τις σχέσεις μοχλισμού που μπορεί να δώσει ο ατέρμονας που είδαμε προηγουμένως, ωστόσο το μεγάλο της πλεονέκτημα έναντι των άλλων διατάξεων, είναι ότι προσφέρει (αφήνει να περάσει) περισσότερη χρήσιμη ανάδραση από τους τροχούς προς το τιμόνι και τα χέρια του οδηγού (ο γνωστός και μυστήριος «βαθμός πληροφόρησης» του τιμονιού).

Πιο απλό σύστημα από ατέρμονα ή κρεμαγιέρα δεν γίνεται? Φυσικά και γίνεται, αλλά όχι για αυτοκίνητα κλίμακας ...1:1: πολλά καρτ, μπάγκυ, αυτοκινητάκια-παιχνίδια κτλ. συνδέουν κατευθείαν την άκρη της κολώνας με τα άκρα των τροχών: χωρίς γρανάζια, σφαιρίδια ή άλλα «πολύπλοκα» εξαρτήματα. Η σύνδεση και η μετατροπή της περιστροφικής κίνησης σε γραμμική γίνεται με τον αντίστροφο τρόπο που η γραμμική κίνηση π.χ. της ντίζας του πεντάλ του γκαζιού μετατρέπεται σε περιστροφική για να στρίψει την πεταλούδα: με απλό «στροφαλοειδή» / έκκεντρο μικρό βραχίονα ("bellcrank") όπου, καθώς περιστρέφουμε την μία του πλευρά, η απέναντι, μέσω ντιζών ή αξόνων, τραβάει ή σπρώχνει τα άκρα των τροχών κατ' ευθείαν.

Γρήγορα και αργά τιμόνια

Συνεχίζοντας την κουβέντα που ανοίξαμε πιο πάνω περί βήματος της κρεμαγιέρας, ας δούμε λίγο πιο συγκεκριμένα τι σημαίνει ακριβώς «γρήγορο ή αργό τιμόνι». Ένα  κλασικό ενδεικτικό μέγεθος που χρησιμοποιείται επ' αυτού, είναι οι «στροφές από άκρη σε άκρη», π.χ. ένα αυτοκίνητο με 2,5 στροφές από άκρη σε άκρη καταλήγουμε πως έχει γρηγορότερο τιμόνι από ένα με 3 στροφές από άκρη σε άκρη. Στην πράξη, με τη χρήση σκέτου αυτού του μεγέθους δεν μπορούμε να βγάλουμε συμπέρασμα, αφού θα πρέπει παράλληλα να βάλουμε στην εξίσωση και το μέγεθος του «κύκλου στροφής» του οχήματος: αν έχουμε ένα αυτοκίνητο με τιμόνι 3 στροφών από άκρη σε άκρη και κύκλο στροφής 12 μέτρα, αυτό προφανώς θα έχει πιο μεγάλη σχέση μετάδοσης (θα είναι πιο «κοντό» ) από ένα αυτοκίνητο το οποίο επίσης έχει τιμόνι 3 στροφών από άκρη σε άκρη αλλά έχει κύκλο στροφής 15 μέτρα (ο κανόνας της κρεμαγιέρας του θα έχει μετακινηθεί λιγότερο). Οπότε, με σκέτες τις στροφές τιμονιού κάνουμε μία τρύπα στο νερό. Το μέγεθος που πραγματικά χρειαζόμαστε (και όλο και συχνότερα ανακοινώνουν οι κατασκευαστές) είναι ο λόγος της γωνίας (π.χ. σε μοίρες)  που στρίβουμε το τιμόνι, ως προς την γωνία (μετρούμενη με ίδια μονάδα) που αυτή η κίνηση στρέφει του τροχους. Αν, για παράδειγμα, με μιάμιση περιστροφή του τιμονιού οι τροχοί γυρίσουν 45 μοίρες, τότε έχουμε σχέση μετάδοσης 540 μοιρών / 45 μοιρών = σχέση 12:1. Αν το τιμόνι έπρεπε να γυρίσει δύο φορές, τότε θα είχαμε 720 / 45 = 16:1, θα λέγαμε δηλαδή ότι έχουμε ένα κατά 25% πιο αργό τιμόνι από το πρώτο.

Εν συνεχεία...

Το πρόγραμμα ξεκίνησε σήμερα, όπως είδατε, κυρίως με βασική ανατομία και γενικά χαρακτηριστικά. Φυσικά αυτό ήταν μόνο η αρχή, αφού έχουμε ακόμα πάρα πολύ ψωμί. Ποιά είναι τα επιμέρους στοιχεία της γεωμετρίας του συστήματος διεύθυνσης και πως αυτά αλληλοεπιδρούν με τις αντίστοιχες που αφορούν την ανάρτηση και πολλές φορές τις μοιράζονται μεταξύ τους μάλιστα τα δύο συστήματα? Με τις υποβοηθήσεις τι γίνεται? Ποιες είναι αυτές και ποια είναι τελικά «καλύτερη»? Η αίσθηση του τιμονιού που φτάνει στα χέρια του οδηγού και η συμπεριφορά του αυτοκινήτου πως επηρεάζεται? Οι τελευταίες  τεχνολογίες, με τα συνεχώς μεταβαλλόμενων χαρακτηριστικών συστήματα διεύθυνσης, τι λένε? Γιατί να στρίβουν μόνο οι εμπρός τροχοί και γιατί δεν συναντάμε παντού συστήματα τετραδιεύθυνσης, αφού κάνουν τόση δουλειά στο στρίψιμο? Θα υπάρχει πάντα μηχανική σύνδεση με τους τροχούς ή τα drive-by-wire συστήματα είναι προ των πυλών? Όλα αυτά, μαζί με μία «επί του πρακτέου» παρουσίαση μίας μαγκιόρικης ψαγμένης ευθυγράμμισης από μετρ του είδους, θα μας απασχολήσουν καθ' όλη την διάρκεια της άνοιξης!