Lo sterzo a pignone e cremagliera è esattamente quello che sembra: una cremagliera e un pignone. Il portapacchi è una barra piatta e scanalata che si estende orizzontalmente attraverso la parte inferiore del vano motore, collegando le ruote anteriori sinistra e destra tra loro. Il rack è collegato alle ruote tramite le estremità del tirante interno ed esterno.
Il pignone è costituito da un ingranaggio all’estremità dell’albero dello sterzo, che si collega alla cremagliera tramite scanalature verticali o denti, sulla cremagliera. Quando il pignone ruota, sposta la cremagliera da un lato all’altro, controllando la direzione delle ruote. In sostanza, quando si gira il volante a sinistra, il pignone gira anche a sinistra, che a sua volta spinge la cremagliera a destra. Questo spinge fuori la parte posteriore della gomma destra e tira la parte posteriore della gomma sinistra, in modo che le ruote puntino a destra. Il contrario avviene quando si gira il volante a sinistra.
La cremagliera e il pignone, che è un tipo molto comune di servosterzo usato oggi nei veicoli, funziona più o meno allo stesso modo. Tecnicamente, non si tratta di servosterzo completo, ma di servosterzo, in quanto la cremagliera e il pignone sono semplicemente aiutati dalla pompa del servosterzo. In sostanza, il fluido idraulico pressurizzato aiuta il pignone a spostare avanti e indietro la cremagliera, facilitando al guidatore la rotazione della ruota.
Un altro tipo di servosterzo è chiamato sterzo a ricircolo di sfere. Questo è un sistema molto più complicato con un ingranaggio a vite invece di un pignone e un braccio di pitman e un braccio folle per fare il lavoro del rack. Tuttavia, poiché il sistema a ricircolo di sfere ha più parti e collegamenti, ha anche più che può andare storto.
Lo sterzo a pignone e cremagliera è il sistema di sterzo più comune oggi utilizzato nei veicoli. Uno dei vantaggi di questo tipo di sistema è che è semplice, il che significa che ci sono meno parti che si guastano o necessitano di riparazione. Un altro vantaggio è che i principi utilizzati in questo tipo di sistema sono facilmente modificabili per l’uso in un sistema di cremagliera e pignone.
Lo sterzo a pignone e cremagliera è possibile indipendentemente dal fatto che sia servoassistito o meno, poiché consente un elevato rapporto di sterzata. Maggiore è il rapporto di sterzo, più lontano devi girare il volante per far girare le ruote; questo riduce la quantità di forza richiesta per girare le ruote. Di conseguenza, utilizzando un rapporto di sterzo più elevato, le case automobilistiche possono rendere semplice la rotazione del volante, anche senza servosterzo.