Zahnstangenlenkung ist genau das, wonach es sich anhört – eine Zahnstange und ein Ritzel. Die Zahnstange ist eine flache, genutete Stange, die sich horizontal über den Boden des Motorraums erstreckt und das linke und rechte Vorderrad miteinander verbindet. Die Verbindung der Zahnstange mit den Rädern erfolgt über innere und äußere Spurstangenköpfe.
Das Ritzel besteht aus einem Zahnrad am Ende der Lenkwelle, das über vertikale Nuten oder Zähne an der Zahnstange mit der Zahnstange verbunden ist. Wenn sich das Ritzel dreht, bewegt es die Zahnstange von einer Seite zur anderen und steuert die Richtung der Räder. Im Wesentlichen dreht sich beim Drehen des Lenkrads nach links auch das Ritzel nach links, was wiederum die Zahnstange nach rechts schiebt. Dadurch wird die Rückseite des rechten Reifens nach außen gedrückt und die Rückseite des linken Reifens eingezogen, sodass die Räder nach rechts zeigen. Das Gegenteil geschieht, wenn Sie das Lenkrad nach links drehen.
Die Servolenkung, die heute in Fahrzeugen sehr verbreitet ist, funktioniert ähnlich. Technisch handelt es sich nicht um eine Vollservolenkung, sondern um eine Servolenkung, da die Zahnstange und Ritzel einfach von der Servolenkungspumpe unterstützt werden. Im Wesentlichen unterstützt unter Druck stehendes Hydrauliköl das Ritzel beim Vor- und Zurückbewegen der Zahnstange, wodurch es dem Fahrer erleichtert wird, das Rad zu drehen.
Eine andere Art der Servolenkung wird als Kugelumlauflenkung bezeichnet. Dies ist ein viel komplizierteres System mit einem Schneckenrad anstelle eines Ritzel und einem Lenkstockhebel und einem Zwischenhebel, um die Arbeit der Zahnstange zu erledigen. Da das Kugelumlaufsystem jedoch mehr Teile und Gestänge hat, kann es auch mehr schief gehen.
Die Zahnstangenlenkung ist heute das gebräuchlichste Lenksystem in Fahrzeugen. Einer der Vorteile dieser Art von System ist, dass es einfach ist, was bedeutet, dass weniger Teile ausfallen oder repariert werden müssen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die bei dieser Art von System verwendeten Prinzipien leicht für die Verwendung in einem Zahnstangen-Ritzel-System modifiziert werden können.
Die Zahnstangenlenkung ist mit oder ohne Servounterstützung möglich, da sie eine hohe Lenkübersetzung ermöglicht. Je höher die Lenkübersetzung, desto weiter müssen Sie das Lenkrad drehen, damit sich die Räder drehen; dies verringert die Kraft, die zum Drehen der Räder erforderlich ist. Infolgedessen können Automobilhersteller durch die Verwendung einer höheren Lenkübersetzung das Drehen des Lenkrads auch ohne Servolenkung erleichtern.