Як влаштовано кермо
У сучасних легкових автомобілях застосовуються переважно два типи кермового керування. Це кермовий механізм «гвинт-кулькова гайка», а також «шестерня-рейка», яке ще називають рейковим?
Проте все ще існує і працює їхній прабатько — кермовий механізм черв'ячного типу. Він складається з досить громіздкого картера, в якому знаходяться черв'як — гвинт особливої форми, безпосередньо пов'язаний з кермовим валом, і другий вал з дво- або тригребеневим роликом-сектором. Обертаючи кермо, водій змушує обертатися і черв'як, який, у свою чергу, надає руху сектору. Сектор закріплений на окремому валу, з протилежного боку якого знаходиться керманична сошка. Через шарнірне з'єднання вона пов'язана з системою тяг, які забезпечують поворот коліс в потрібну сторону. Недоліками кермового управління черв'ячного типу є дуже великі втрати зусилля на тертя всередині самого механізму, а також складна система тяг та безліч шарнірних з'єднань, які не можуть створити жорсткого зв'язку між кермом та колесами. Крім того, ця конструкція не дозволяє досягти мінімального передавального числа в рульовому редукторі, внаслідок чого для повороту коліс потрібно занадто велика кількість обертів керма, що не відповідає сучасним вимогам до керованості швидкісних легкових автомобілів. Інший слабкістю системи є недостатньо швидка реакція автомобіля на дії кермом. Ця схема застосовується сьогодні хіба що на вітчизняних ГАЗах, задньопривідних ВАЗах та УАЗах.
Удосконалена версія черв'ячного механізму — кермо типу «гвинт-кулькова гайка».
Конструктивно воно відрізняється тим, що замість хробака використовується гвинт, на який навернута гайка із зубами на зовнішній стороні. Вони і входять у зачеплення зі згаданим вищероликом-сектором. Для зниження втрат на тертя та для полегшення обертання між гвинтом та гайкою передбачені спеціальні канали, де знаходяться кульки. При обертанні керма крутиться гвинт, гайка переміщається вздовж нього, а кульки циркулюють двома замкнутими контурами. Таке рішення дозволило дещо зменшити передатне число, а також знизити втрати на тертя та полегшити обертання керма. Однак через форму, розміри і наявність складної системи тяг він непридатний для автомобілів з поперечним розташуванням двигуна. Широке поширення такого компонування, а також посилення вимог до керованості швидкісних автомобілів змусило переважну більшість автовиробників перейти на рейкову схему. Але на деяких сучасних автомобілях з подовжньо розташованим двигуном «гвинт-кулькова гайка» все ще використовується. Наприклад, на Mitsubishi Pajero, Nissan Patrol, Mercedes G-Klasse, CLK та SLK.
Застосування рейкової конструкції почалося наприкінці 70-х років, і на сьогоднішній день вона визнана найпрогресивнішою. Конструкція настільки ж проста, як і назва, що походить від головного конструктивного елемента - горизонтального вала-рейки з поперечними зубами. З нею входить у зачеплення закріплена на рульовому валу шестерня, обертання якої переміщує рейку праворуч або ліворуч. Важливою перевагою схеми «шестерня-рейка» є наявність мінімуму тяг і шарнірних з'єднань на шляху передачі зусилля від керма на колеса (тут лише по одній тязі і по два шарніри на кожне колесо, тоді як у традиційній схемі тяг — не менше трьох, а шарнірів – не менше п'яти). Зв'язок між кермом та колесами виходить майже прямий, і природні люфти зведені до мінімуму. Більше того, така конструкція дозволяє досягти мінімального передатного відношення і, отже, зменшити числооборотів керма в порівнянні з вищеописаною традиційною схемою.
Довга і відносно компактна форма картера дозволяє розмістити цей механізм як попереду, під двигуном, так і за ним, внизу або вгорі. Крім того, він легко компонується як із поперечно, так і з поздовжньо розташованими моторами. Головною ж перевагою кермового механізму цього типу є майже миттєва реакція коліс на найменший рух кермом. Таким чином досягається велика точність та швидкість керування, що необхідно сучасному швидкісному автомобілю.