ഈ സ്റ്റിയറിങ് എന്താ ഇങ്ങനെ? വ്യത്യസ്ത തരങ്ങളും അവയുടെ പ്രവർത്തനങ്ങളും

പാളങ്ങളിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന ട്രെയിൻ, ട്രാം തുടങ്ങിയവ ഒഴിച്ച് മറ്റെല്ലാ വാഹനങ്ങൾക്കും ദിശ നിയന്ത്രിക്കാൻ ഒരു സ്റ്റിയറിങ് സംവിധാനം കൂടിയേതീരൂ. മുന്നിൽ ഒരു ചക്രം മാത്രമുള്ള ടൂവീലർ, ഓട്ടോറിക്ഷ എന്നിവയ്ക്ക് ഒരു ഹാൻഡിൽ ബാർ ആണ് പതിവ്. ഒരു ഫോർക്ക് വഴി മുൻചക്രവുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച ഹാൻഡിൽ ബാറിന്റെ നീളത്തിന് ആനുപാതികമായി തിരിക്കൽ ശേഷി (ലിവറേജ്) ലഭിക്കും. ആദ്യം നിർമിക്കപ്പെട്ട കാറുകൾക്കു മുന്നിൽ ഒരു ചക്രം മാത്രമാണുണ്ടായിരുന്നത്. ഇവയുടെ ദിശ നിയന്ത്രിച്ചിരുന്നത് ബോട്ടുകളിലെ പങ്കായവുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച ‘ടില്ലർ’ പോലെയുള്ള ഒരു ദണ്ഡ് ഉപയോഗിച്ചും. നാലു ചക്രങ്ങളുള്ള ആദ്യത്തെ കാർ, ഡെയിംലറും മെയ്ബായും ചേർന്നു നിർമിച്ചതാണെന്നു കരുതപ്പെടുന്നു. ഇതിന്റെ മുൻ ആക്സിലിന്റെ മധ്യത്തിലായി ഇണക്കിച്ചേർത്ത ഒരു തിരിയാണി (പിവട്ട്) കേന്ദ്രീകരിച്ച് ഇരു ദിശയിലേക്കും തിരിക്കാൻ ഒരു ടില്ലർ സംവിധാനമാണ് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്. ഫ്രഞ്ച് നിർമാതാവായ പാൻഹാഡിന്റെ കാറുകൾ അക്കാലത്ത് ഇതേ സംവിധാനം ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. 1894 ൽ ആൽഫ്രഡ് വാഷെറോൺ എന്നയാൾ ഒരു പാൻഹാഡ് 4 എച്ച്പി കാർ മത്സരയോട്ടത്തിനായി പുനർരൂപകൽപന ചെയ്തു. വേഗം കൂടുമ്പോൾ മുൻ ആക്സിൽ മൊത്തമായി തിരിക്കുന്ന രീതി നിയന്ത്രണം നഷ്ടപ്പെടാൻ ഇടയാക്കിയിരുന്നു. അതിനാൽ ഇദ്ദേഹം സ്റ്റിയറിങ് വീലോടുകൂടിയ ഒരു യന്ത്രഘടകം നിർമിച്ച് തന്റെ കാറിൽ ഘടിപ്പിച്ചു. കാറിന്റെ ഡ്രൈവർക്ക് അനായാസവും കൃത്യതയുമുള്ള ദിശാനിയന്ത്രണം നൽകിയ ഈ സംവിധാനം ക്രമേണ എല്ലാ നിർമാതാക്കളും അനുകരിക്കുകയാണുണ്ടായത്.

നാലു ചക്രങ്ങളുള്ള വാഹനങ്ങൾക്ക് രണ്ടു ചക്രവാഹനങ്ങളെക്കാൾ വളവു തിരിയാൻ ഒരു സാങ്കേതിക ബുദ്ധിമുട്ടുണ്ട്. വളവു തിരിയുമ്പോൾ പുറംവശത്തെ ചക്രം, അകവശത്തെ ചക്രത്തെക്കാൾ കൂടുതൽ ദൂരം സഞ്ചരിക്കേണ്ടതുണ്ട് (മുച്ചക്ര വാഹനങ്ങളുടെ പിന്നിലെ രണ്ടു ചക്രങ്ങൾക്കും ഇതേ പ്രശ്നമുണ്ട്). പിൻചക്രങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ വ്യത്യസ്ത വേഗത്തിൽ കറങ്ങാനനുവദിക്കുന്ന ഡിഫറൻഷ്യൽ സംവിധാനം ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നു. എന്നാൽ തിരിക്കപ്പെടുക കൂടി ചെയ്യേണ്ടിവരുമ്പോൾ മുൻചക്രങ്ങൾക്ക് ഈ പ്രശ്നം മറികടക്കാൻ ഇവ രണ്ടും വെവ്വേറെ തിരിയാൻ അനുവദിക്കേണ്ടതുണ്ട്. അതിനു സാധിച്ചത് മുൻ ആക്സിലിന്റെ രണ്ടു വശത്തും ഇണക്കിച്ചേർത്ത ‘കിങ് പിൻ’ എന്ന തിരിയാണിയിലൂടെയാണ്. മുൻചക്രവുമായി ചേർത്തിണക്കിയിരിക്കുന്ന ഘടകം രണ്ടു കുഴകളിലൂടെ കിങ്പിന്നുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഇതേ ഘടകത്തിലുള്ള ‘സ്റ്റിയറിങ് ആം’ എന്ന ഭാഗം ഉപയോഗിച്ചാണ് ചക്രങ്ങൾ ഇരുവശത്തേക്കും തിരിക്കുക.

ഡ്രൈവർ തിരിക്കുന്ന സ്റ്റിയറിങ് വീൽ ഒരു ലോഹ ദണ്ഡുവഴി സ്റ്റിയറിങ് ബോക്സ് എന്ന ഘടകത്തിലെ ഗിയർ സംവിധാനവുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. സ്റ്റിയറിങ് വീലിന്റെ തിരിക്കൽ ഈ ഗിയർ  സംവിധാനമുപയോഗിച്ച് വാഹനത്തിനു കുറുകെ വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്ന ‘ട്രാക്ക് റോഡ്’ എന്ന ഘടകത്തിന്റെ ഇടം വലം നീക്കങ്ങളായി മാറ്റുകയാണു ചെയ്യുന്നത്. ചക്രങ്ങളിലെ  സ്റ്റിയറിങ് ആമുമായി ട്രാക്ക് റോഡ് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ സ്റ്റിയറിങ് വീൽ തിരിക്കുന്ന അതേ ദിശയിൽ മുൻചക്രങ്ങളും തിരിയും. കാലക്രമേണ മുന്നിൽ സ്വതന്ത്ര സസ്പെൻഷൻ പ്രചാരത്തിലായപ്പോൾ കിങ് പിൻ സംവിധാനത്തിനു പകരം രണ്ട് അച്ചുതണ്ടിൽ തിരിയാൻ കഴിയുന്ന ബോൾ ജോയിന്റ് സംവിധാനം നിലവിൽ വന്നു.

സ്റ്റിയറിങ് വീൽ, സ്റ്റിയറിങ് ബോക്സ് ഇവ തമ്മിലും ചക്രങ്ങളുമായും ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ എന്നിവയെല്ലാം ചേരുന്നതാണ് സ്റ്റിയറിങ് സംവിധാനം. ഇവയുടെ രൂപകൽപന‘അക്കർമാൻ സ്റ്റിയറിങ് ജ്യോമെട്രി’ നിർദേശിച്ചിരിക്കുന്ന കണക്കുകൾ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് സാധാരണ നിർവഹിക്കാറുള്ളത്. സ്റ്റിയറിങ് ബോക്സ് എന്ന യന്ത്രഘടകം പ്രധാനമായും രണ്ടു തരത്തിലുള്ളവയാണ്. ആദ്യകാലങ്ങളിൽ ‘വേം ആൻഡ് നട്ട്’ അഥവാ ‘റീസർക്കുലേറ്റിങ് ബോൾ’ എന്നൊരു സംവിധാനമാണ് പ്രചാരത്തിലായത്. ഇതിൽ വേം എന്നു പറയുന്നത് പിരിയൻ ചാലുകളുള്ള ഒരു ലോഹഭാഗമാണ്. ചാലുകളിൽക്കൂടി ഉരുളുന്ന ലോഹബോളുകളും ഇതിന്റെ പുറംചട്ടയിൽ ഉള്ള പൽചക്രവും ചേർന്നതാണ് ബാക്കി ഭാഗം. സ്റ്റിയറിങ് വീലുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച വേം തിരിയുമ്പോൾ പൽചക്രം അതിനനുസരിച്ച് തിരിയും. ഈ തിരിച്ചിൽ ഒരു ‘ഡ്രോപ് ആം’ എന്ന ഘടകത്തെ ഇരു ദിശയിലും തിരിക്കുകയും ഇതുമായി ചേർത്തു ഘടിപ്പിച്ച മറ്റു ചില ഭാഗങ്ങൾ ചക്രങ്ങളെ തിരിക്കുകയും ചെയ്യും. ഇന്നിപ്പോൾ കാറുകളിൽ പൊതുവേ ഉപയോഗിക്കാറില്ലെങ്കിലും ഭാരവാഹനങ്ങളിൽ ചിലതിൽ ഇപ്പോഴും ഈ സംവിധാനമുണ്ട്.

റാക്ക് ആൻഡ് പിനിയൺ ആണ് ഇന്നിപ്പോൾ പ്രചാരത്തിലുള്ള സ്റ്റിയറിങ് ബോക്സ് രൂപകൽപന. വാഹനത്തിനു കുറുകെ ഇരു ദിശയിലും നീങ്ങാൻ പര്യാപ്തമായ ലോഹദണ്ഡാണ് റാക്ക്. സ്റ്റിയറിങ് വീലുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച പിനിയൺ എന്ന ചെറിയ ഗിയറിന്റെ പല്ലുകൾ, റാക്കിലെ പല്ലുകളുമായി ചേർന്നു പ്രവർത്തിക്കുന്നു. റാക്കിന്റെ ഇരുവശവും ഘടിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള ടൈറോഡുകൾ ചക്രങ്ങളിലെ സ്റ്റിയറിങ് ആമുകളെ ചലിപ്പിക്കുന്നു. സ്വതന്ത്ര സസ്പെൻഷനുള്ള വാഹനങ്ങളിൽ ചക്രങ്ങളുമായി ചേർത്തു ഘടിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള ‘നക്കിൾ’ എന്ന ഭാഗത്തെയാണ് ടൈറോഡുകൾ ചലിപ്പിക്കുന്നത്. ആദ്യകാലത്ത് ചെറു കാറുകളിൽ മാത്രം ഉപയോഗിച്ചിരുന്ന ഈ സംവിധാനം ഇപ്പോൾ മിക്ക വാഹനങ്ങളിലും ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു.  ഡ്രൈവർക്ക് വാഹനനിയന്ത്രണത്തിൽ കൂടുതൽ കൃത്യത അനുഭവപ്പെടുന്നത് ഈ സംവിധാനത്തിലാണ്.

പവർ സ്റ്റിയറിങ്

മുൻവീൽ ഡ്രൈവ് കാറുകൾ പ്രചാരത്തിലായതോടെ മറ്റൊരു പ്രശ്നം ഉടലെടുത്തു. എൻജിനിൽനിന്നു ശക്തി എത്തുന്ന വീലുകൾ തിരിക്കാൻ ഉണ്ടാകുന്ന വർധിച്ച ആയാസം മറികടക്കാൻ ഉള്ള മാർഗമായാണ് പവർ സ്റ്റിയറിങ് രംഗത്തുവരുന്നത്. വാസ്തവത്തിൽ അതിനു മുൻപേ ഈ സംവിധാനം നിർമാണത്തിലുണ്ടായിരുന്നു. 1876 ൽ ക്രൈസ്‌ലർ കോർപറേഷൻ നിർമിച്ച ഇംപീരിയൽ പവർസ്റ്റിയറിങ്ങോടുകൂടിയാണ് ഇറങ്ങിയത്. അക്കാലത്ത് അമേരിക്കയിലുള്ള ആർഭാട കാറുകളിലാണ് ഇതുണ്ടായിരുന്നത്. ഡ്രൈവർ സ്റ്റിയറിങ് വീലിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ശക്തി ഉയർന്ന മർദത്തിലുള്ള ഒരു ദ്രാവകത്തിന്റെ സഹായത്തോടെ പല മടങ്ങ് വർധിപ്പിച്ച് സ്റ്റിയറിങ് ബോക്സിൽ എത്തിക്കുകയാണ് ഇതിൽ ചെയ്യുന്നത്. എൻജിനിൽനിന്ന് ബെൽറ്റ് ഉപയോഗിച്ചു പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്ന ഒരു പമ്പ് ഉയർന്ന മർദത്തിലുള്ള ദ്രാവകത്തിന്റെ ലഭ്യത ഉറപ്പുവരുത്തുന്നു. ഹൈഡ്രോളിക് പവർ സ്റ്റിയറിങ് എന്നാണ് ഇതിന്റെ പേര്. മഹീന്ദ്ര ബൊലേറോ ഈയിനം പവർ സ്റ്റിയറിങ് ആണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. എൻജിൻ ശക്തിയുടെ ഒരു ഭാഗം പമ്പ് പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കണം എന്നതുകൂടാതെ പൈപ്പുകൾ, വാൽവ് തുടങ്ങി ഭാരവും സങ്കീർണതയും കൂട്ടുന്ന ഘടകങ്ങളും ഹൈഡ്രോളിക് പവർ സ്റ്റിയറിങ്ങിന്റെ  ഒരു പോരായ്‌മയാണ്. ഇവയെല്ലാം ഇലക്ട്രിക് പവർ സ്റ്റിയറിങ് സംവിധാനത്തിൽ ഒഴിവാകുന്നു. സ്റ്റിയറിങ് വീലിന്റെ തിരിവ് ഒരു ഇലക്ട്രിക് മോട്ടറിന്റെ സഹായത്തോടെ ബോക്സിലെത്തുന്നു. ബോക്സിലെ യന്ത്രഘടകങ്ങളുടെയും ചക്രങ്ങളുടെയും പ്രതിരോധം മറികടക്കുന്നത് മോട്ടർ ആയതിനാൽ ഡ്രൈവർക്ക് അനായായമായി വാഹനത്തിന്റെ ദിശമാറ്റം നടത്താം.

ഇലക്ട്രിക് പവർ സ്റ്റിയറിങ്

ഹൈഡ്രോളിക് പവർ സ്റ്റിയറിങ്ങിന്റെ പ്രതികരണം ഇലക്ട്രിക്കലിന് ഇല്ലെന്ന പരാതി ഒരു പരിധിവരെ സെൻസറുകളും ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രണവും ഉപയോഗിച്ചു മറികടക്കുന്നുണ്ട്. ഇന്നിപ്പോൾ വിപണിയിലുള്ള കാറുകളിൽ മിക്കവയിലും ഇലക്ട്രിക് പവർ സ്റ്റിയറിങ്ങാണ്. എൻജിൻ കറക്കുന്ന പമ്പിനു പകരം ഇലക്ട്രിക് പമ്പുപയോഗിക്കുന്ന ഹൈഡ്രോളിക് സ്റ്റിയറിങ് സംവിധാനവും ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ഉദാഹരണം: പോളോ, ഡസ്റ്റർ

വേരിയബിൾ പവർ അസിസ്റ്റ്

ആധുനിക കാലത്ത് സ്റ്റിയറിങ് സംവിധാനം കൂടുതൽ ഊന്നൽ നൽകുന്നത് ഉപയോഗക്ഷമതയ്ക്കും ഡ്രൈവർക്കു മികച്ച നിയന്ത്രണം നൽകുന്നതിനുമാണ്. അതിനായി വികസിപ്പിച്ചതാണ് ‘വേരിയബിൾ പവർ അസിസ്റ്റ്’ സംവിധാനം. ഇത് കുറഞ്ഞ വേഗത്തിലും നിർത്തി തിരിക്കുമ്പോഴും കൂടുതൽ ‘തിരിക്കൽ സഹായം’ നൽകും. വേഗം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് സ്റ്റിയറിങ്ങിന്റെ കട്ടി (തിരിക്കാനുള്ള ആയാസം) കൂടുകയും ചെയ്യും. ഇതിന് ‘സ്പീഡ് സെൻസിറ്റീവ്’ പവർ സ്റ്റിയറിങ് എന്നും പറയാറുണ്ട്. ഉയർന്ന ശ്രേണിയിലുള്ള കാറുകളിലുണ്ടായിരുന്ന ഈ സംവിധാനം ഇപ്പോൾ മധ്യനിര കാറുകളിലും ലഭ്യമാണ്. ഡ്രൈവർക്കു തിരഞ്ഞെടുക്കാവുന്ന രീതിയിൽ വിവിധ സ്റ്റിയറിങ് പ്രതികരണ രീതികൾ ഇണക്കിച്ചേർത്ത സംവിധാനങ്ങളും ഇപ്പോഴുണ്ട്. ഉദാ: മഹീന്ദ്ര എക്സ്‌ യു വി.300.

ഫോർ വീൽ സ്റ്റിയറിങ്

ചില പ്രത്യേക സാഹചര്യങ്ങളിൽ പിൻവീലുകൾ കൂടി തിരിക്കാൻ സാധിക്കുന്നത് പ്രയോജനകരമാണ്. ഉയർന്ന വേഗത്തിലെ നിയന്ത്രണത്തിനും പാർക്ക് ചെയ്യാനും ഇത് സഹായകമാണ്. ഫോർ വീൽ സ്റ്റിയറിങ് എന്ന ഈ സംവിധാനത്തിൽ പിൻവീലുകൾ തിരിയുന്നത് മുൻവീലുകൾക്കൊപ്പമാണെങ്കിലും അവയുടെ നിയന്ത്രണം കാറിലെ ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രണോപാധികൾ വഴിയാണ്. ഔഡി (എ7, എ8) ബിഎംഡബ്ല്യു (7 സീരീസ്) എന്നിവയിൽ വിദേശത്ത് ഈ സൗകര്യമുണ്ട്.

സ്റ്റിയറിങ് ബൈ വയർ

സ്റ്റിയറിങ് വീലും സ്റ്റിയറിങ് യന്ത്രഘടകങ്ങളും ആയി നേരിട്ടു ബന്ധമില്ലാതെയാണ് ‘സ്റ്റിയറിങ് ബൈ വയർ’ സംവിധാനം പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. സ്റ്റിയറിങ് വീൽ വഴി ഡ്രൈവർ നൽകുന്ന ദിശമാറ്റ നിർദേശങ്ങൾ തിരിച്ചറിയുന്നത് ചില സെൻസറുകളാണ്. ഇവയിൽനിന്നു ലഭിക്കുന്ന വിവരങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രണ യൂണിറ്റ് സ്റ്റിയറിങ് യന്ത്രഘടകങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കും. ഒരു പടികൂടി കടന്നാണ് ‘അഡാപ്റ്റീവ് സ്റ്റിയറിങ്’ സംവിധാനം പ്രവർത്തിക്കുക. വാഹനത്തിലുള്ള അനവധി സെൻസറുകൾ ഉപയോഗിച്ച് വേഗം, റോഡിൽനിന്നുള്ള പ്രതിരോധം, ഡ്രൈവർ നിയന്ത്രണോപാധികൾ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്ന രീതി എന്നിവ കണക്കിലെടുത്ത് ഏറ്റവും മികച്ച സ്റ്റിയറിങ് പ്രതികരണം നൽകുകയാണ് ഇതിൽ ചെയ്യുന്നത്.

English Summary: Know More About Steering Wheels