Ívmenet

Ívmenetben is követelmény, hogy a kerekek tisztán gördüljenek, oldalcsúszás nélkül. Ez megvalósítható, ha gondoskodunk arról, hogy minden kerék tengelyének geometriai meghosszabbítása egy pontban találkozzon, a kanyarodási középpontban. 

Ez kéttengelyű járműveken legegyszerűbben úgy oldható meg, hogy az első kerekek közös tengelyét forgatjuk el (bal oldali ábra). A lóvontatta járműveket évszázadok (évezredek) óta így kormányozzák. Hátrányuk, hogy a beforgatott kerekek igen nagy helyet foglalnak el a kocsitest alatt. Gépkocsi esetében azt sem lehet elhanyagolni, hogy a négy kerék talppontja, ami egyenes menetben négyszög sarkain helyezkedik el, kormányzás közben fokozatosan háromszögű feltámaszkodássá torzul, ami -  nagy sebesség esetén - növeli a felborulási veszélyt. 

Gyakorlatilag ezt a fajta kormányzást régebben is csak pótkocsikon (lásd lent) alkalmazták. 

A mai gépkocsikon a kormányzandó kerekeket egyenként forgatjuk el úgy, hogy mindegyiknek a tengelye (tengelycsonkja) továbbra is a kanyarodási középpontba mutasson. 

Ez azt jelenti, hogy a két kereket nem egyforma mértékben kell elfordítani (jobb oldali ábra). 

Ezt a követelményt kielégítő módon teljesíti a "trapéz", a két kereket összekapcsoló rudazat.

Itt a két kar és az összekötő rúd méretarányától függ, hogy mennyire teljesül az a követelmény, hogy a tengelycsonkok meghosszabbítása a hátsó tengely meghosszabbításán, egy pontban, a kanyarodás középpontjában találkozzon, akármekkora sugarú ívben akarunk kanyarodni.

A valóságban ezt csak az ívsugár egy meghatározott szakaszán lehet kielégítően elérni, más szakaszon jelentkezik a h hiba (jobb oldali ábra). 

A kérdés csak az, melyik szakaszt tüntessük ki, vagyis hol engedhető meg a hiba: a legkisebb kanyarodási sugár közelében, vagy nagy sugarú, enyhe kanyarban? 

Mivel a nagymértékű kormányzási hiba azt jelenti, hogy a kerekek nem tisztán gördülnek, hanem kénytelenek oldalirányban csúszni, ezért nagy a balesetveszély - amennyiben nagy sebességgel haladunk. Nyilvánvaló, hogy kis sugarú ívmenetben nagy sebesség nem fordul elő, a hibát tehát itt engedhetjük meg.

Forgalomtechnikai szempontból jelentősége van annak, hogy mekkora a két szélső keréknyom közötti távolság (S), azaz annak az elméleti folyosónak a szélessége, amire szüksége van a járműnek a kanyarodáshoz (gyakorlatilag természetesen ennél szélesebb folyosóra van szükség a kocsitest méretétől függően). 
Amint a bal oldali ábra mutatja, a folyosószélesség függ a kanyarodási sugártól. 

Ugyanekkora lenne a folyosószélesség, amikor a hátsó kerekeket kormányzuk: képzeljük el, hogy az ábrán lévő jármű nem felfelé, hanem lefelé halad. 
A hátsókerék-kormányzás közúti járművek esetében nem kedvező, ennek ellenére két cikk is foglalkozik vele: 1 - 2

Képzeljük el, hogy járművünkkel szorosan a járdaszegélyhez simultunk. Induláskor a kormányzott kerekeket ki kell fordítani. Ha ezek elöl vannak, akkor induláskor a kocsi eleje távolodni fog a járdaszegélytől, de ha a hátsó kerekeket kormányoznánk, akkor azok fel akarnának mászni a járdára.

Régebben speciális járműveken alkalmaztak nénykerék-kormányzást, amikor is a folyosószélesség megegyezik a nyomtávval, és nem változik ívmenetben (jobb oldali ábra). 

Az utóbbi időben új típusú négykerék-kormányzás jött divatba. 

Ennek lényege az, hogy az első kerekek kormányzásakor a hátsó kerekek kikormányzásának iránya nem állandó: a kormányzás kezdetekor (amikor még nagy a kanyarodási sugár) a hátsó kerekek is ez első kerekekkel azonos irányban fordulnak ki (bal oldali ábra), majd - a kanyarodási sugár csökkenésével - fokozatosan visszaállnak egyenes menetbe, s azután (a hagyományos négykerék-kormányzáshoz hasonlóan) ellenkező irányba fordulnak el. (A váltás a jármű sebességétől is függ.)

A párhuzamos kikormányozottság azt jelenti, hogy a jármű "sasszézik": anélkül kezd oldalirányba haladni, hogy függőleges tengelye körül elfordulna. Ennek nagy sebességgel való előzéskor van jelentősége.

Hagyományos kormányzás esetén az előzés megkezdésekor a kocsitestet függőleges tengelye körül forgásba kell hozni, majd az így kilendített tömeget vissza kell lendíteni eredeti irányába (bal oldali ábra felső sora).

Ez megismétlődik akkor, amikor az előzés befejeztekor a járművel visszatérünk eredeti sávunkba. 

Az ábra alsó sora mutatja, hogy négykerék-kormányzás esetén a járműre nem hat forgatónyomaték. 

A négykerék-kormányzásról többet megtudhat később.

Háromtengelyű járművek esetében is természetesen az első kerekek kormányzása a szokásos (bal oldali ábra). 

Mivel a hátsó két tengely párhuzamos egymással, azoknál nem érvényesül az a követelmény, hogy tengelyük a forgásközéppontba mutasson. Különösebb problémát ez nem jelent, mert az ilyen járművek túl nagy sebességgel nem közlekednek, de azért törekedni kell arra, hogy az a két tengely minél közelebb legyen egymáshoz. 

Négytengelyű járművek kormányzását kétféleképp oldják meg. 

Általában az első és a hátsó tengelyen lévő kerekeket kormányozzák (jobb oldali ábra), de előfordul, hogy az első két tengely kerekeit, amennyiben a két hátsó tengelyt a lehető legközelebb építik egymáshoz.

Utánfutók alkalmazása esetén azok kormányzása típusuktól függ.

Egyszerű, kis tömegű utánfutókat, például kisebb lakókocsikat, nem kormányoznak (bal alsó ábra), azok maguktól beállnak úgy, hogy tengelyük a kanyarodási középpont irányába mutat. Komolyabb utánfutók kerekeit azonban kormányozni kell a folyosószélesség szűkítése érdekében (középső ábra). Ebbe a kategóriába tartoznak például a csuklós autóbuszok, melyeknél előfordul a kéttengelyű "utánfutó" is, természetesen kormányzott kerekekkel. Ha az "utánfutó" rátámaszkodik a vontató járműre (nyerges vontató), akkor azt nem szokták kormányozni (jobb alsó ábra). Ezeknél gyakori, hogy két tengelyük van nemkormányzott kerekekkel.
 


A hagyományos kéttengelyű pótkocsik kormányzása (bal oldali ábra) az első híd elfordításával történt, ami ma már csak speciális (traktor-vontatta) mezőgazdasági pótkocsiknál engedhető meg (igen komoly sebesség-korlátozással). 

A korszerű pótkocsik kormányzása hasonlít a gépeskocsi kormányzásához (jobb oldali ábra) azzal a különbséggel, hogy a "kormánygép" maga a vonórúd: annak elferdülése vezérli a trapézt.

Végezetül szólni kell arról, hogy ívmenetben a gumiabroncsok rugalmassága miatt a körív sugara néha nagyon eltérhet attól az értéktől, ami a bekormányzottsághoz tartozna: vagy nagyobb a sugara ("alulkormányzottság"), vagy kisebb ("túlkormányzottság"). Ennek a jelenségnek az alapja a kerekek "kúszása": ha a kerékre oldalerő hat, akkor a kerék nem a kerék síkjában halad előre, hanem "oldalaz". A magyarázata az, hogy a gumiabroncsnak az a része, ami az úttesttel érintkezik, az egy pillanatra odatapad (hat rá az Ft tapadás), viszont a fölötte lévő szakasz az Fc oladerő hatására rugalmasan deformálódik, eltolódik. Viszont a következő pillanatban ez az eltolódott felület gördül rá az úttestre, de az eltolódottság miatt nem az előző érintkezési felület előtt, hanem attól kissé eltolva jobbra vagy balra - az oldalerő irányába.

Az ábrán jobbról hat az oldalerő, ezért a kerék nem egyenesen (függőlegesen) halad, hanem egy a  szög irányába. Ha a kerék előzőleg egy nedves felületen haladt, s ideért a száraz felületre, a bordázat vizes lenyomatán jól látszik a haladási irány.

A jobb oldali ábra nagyon dúrva szakaszokban mutatja a jelenséget. A valóságban a deformáció és az előrehaladás mikroméretekben történik.

Az, hogy mekkora az a  szög, elsősorban az Fc oladerőtől függ, de nagy mértékben befolyásolja a tömlőben lévő nyomás is (azonos típusú abroncsokat feltételezve). Az Fc oladerő elöl és hátúl nagy mértékben különbözhet a jármű tömegközéppontjának helyétől függően. Az ábrán nyilak hosszúságával jellemzük az erők nagyságát. Ha az oldalkúszás elöl-hátul egyforma (fekete nyilak), akkor a kanyarulati sugár (ro) megegyezik a kerekek bekormányozottságához tartozó sugárral. Ha elöl nagyobb az oldalkúszás, mint hátul (zöld nyilak), akkor a jármű az elméletileg számított sugárnál nagyobb ívben halad (alulkormányzott). Ha fordítva, elöl kisebb, hátul nagyobb a kúszás (piros nyilak), akkor élesebb kanyarba fordul a jármű.

Ez azonban nem szerencsés! 

Ugyanis amikor a gépkocsivezető észreveszi, hogy a járműve fokozatosan mind kisebb sugáron halad, s félő, hogy az árokban köt ki, a kormánykereket kissé visszaforgatja. Ez az ellenkormányzás azonban több-kevesebb tapasztalatot igényel. Ezért a konstruktőrök arra törekednek, hogy ha nem "fogad szót" a jármű, akkor már inkább alulkormányzott legyen. Ugyanis ez esetben a gépkocsivezető egyszerűen nem vesz észre semmit: addig forgatja a kormányt, míg a szükséges méretű kanyart be nem veszi. 

Fontos tudni, hogy egyenes útszakaszon is szükség lehet kormányzási manőverezésre ahhoz, hogy egyenesen haladjunk. Képzeljük el, hogy egy alagútból kiérve egy viaduktra jutunk ki. Ha ilyenkor erős oldalszél van, akkor a kerekek természetesen kúszni fognak. Kormányzási manőver nélkül a jármű nekimegy a korlátnak. De hogy milyen kormányzási manőverre van szükség, az attól függ, hogy az egyes kerekeknek mekkora a kúszása. Ez most nem a tömegközéppont helyétől függ, hanem a jármű oldalnézeti felületének az alakjától: a teherautónak valószínűleg a hátsó tengelyéhez közelebb esik a szélfúvást jelképező koncentrált erő.

Az ábrán három eset látható (a szemléletesség érdekében túlzott mértékű szögekkel!) . Első esetben az első kerekek oldalkúszása nagyobb a hátsó kerekekénél (kanyarban ez az alulkormányozottságnak felel meg). Az alagútból kiérve a jármű kezd a bal korláthoz közeledni, ezért rögtön jobbra kell kormányozni, mire a jármű a függőleges tengelye körül elfordul. Amikor a jármű az út közepére visszatért, a kormánykereket kissé vissza kell fordítani, mert nem akarunk a jobb oldali korlátig menni. De az "alulkormányozottság" kiigazítása céljából nem szabad a kerekeket egyenesmenetig visszaforgatni (maradjon egy g  szög), szemben a második esettel, amikor minden kerék kúszása azonos mértékű. A harmadik esetben viszont a kormánykerék visszaforgatásával nem szabad az egyenesre állított keréknél megállni, kissé tovább kell forgatni visszafelé (negatív g szög), mert ilyenkor a "túlkormányozottság" miatt a jármű továbbra is a jobb oldali korláthoz közeledne. 

Mint látható, az összes kerék kisebb-nagyobb szögbe áll be, a jármű is elferdül, s így, oldalazva halad előre mindaddig, míg fúj az oldalszél. Sajnos, a szél ereje nem állandó, sőt néha az iránya is átvált ellenkezőre, ezért nagy ügyessége, illetve gyakorlatra van szükség a baleset elkerüléséhez. Ha ez nincs meg, csökkenteni kell a jármű sebességét az alagút vége felé közeledve. Nem véletlen, hogy az alagutak kijáratánál szélzsák mutatja a szél irányát és erejét. 

És egy kis lazítás!