Autos mit Hinterradlenkern. Vier mal vier: Warum moderne Autos Heckstrahlruder brauchen

Und bei Kurvenfahrten hängt es stark von der Richtung der Hinterachse ab, die der vorderen Spur folgt. Dies ist notwendig, um den Lenkwinkel des Fahrzeugs und den Reifenverschleiß zu reduzieren. Die Verwendung einer gelenkten Hinterachse ermöglicht es, die Querbeschleunigung beim Wenden des Fahrzeugs zu reduzieren, was seine Stabilität erhöht. Fahrzeugmanöver deutlich verbessern:

• Zum einen wird die Sensibilität des Autos gegenüber dem Lenkrad erhöht. In der Tat ist es beim ruhigen Fahren auf den Straßen der Stadt besser, eine "scharfe" Lenkung zu haben, um das Lenkrad nicht bei jedem Manöver mehrere Umdrehungen zu drehen. Auf der Autobahn kann eine "scharfe" Lenkung Probleme bereiten - das Auto reagiert selbst auf eine kleine Lenkung zu hart.
• Zweitens, um die Manövrierfähigkeit des Autos beim Einparken oder Abbiegen in engen Stadtverhältnissen zu verbessern, dh den Wenderadius zu reduzieren.
• Und drittens, um die Richtungsstabilität bei scharfen Manövern mit hoher Geschwindigkeit zu erhöhen.

Wenn Sie die Hinterräder in die gleiche Richtung wie die Vorderräder drehen, können Sie die Richtung und die Geschwindigkeit des Fahrzeugschwerpunkts beibehalten, aber den augenblicklichen Wenderadius erheblich vergrößern. Gleichzeitig werden die Auswirkungen auf das Auto reduziert und dadurch die Spurtreue erhöht.

Bei niedriger Geschwindigkeit drehen sich die Hinterräder gegenphasig mit den Vorderrädern und der momentane Wenderadius verringert sich, und bei hoher Geschwindigkeit in einer schnellen Kurve oder beim Spurwechsel auf einer Autobahn drehen die Hinterräder dagegen dreht sich in einem kleinen Winkel auf die gleiche Seite wie die Vorderseite. Zum Beispiel scheint ein Auto, das auf einer Autobahn ein Manöver macht, nicht abzubiegen, sondern sich parallel zu den Fahrbahnmarkierungen von Reihe zu Reihe zu bewegen. In diesem Fall bewegt sich das Auto entlang eines Bogens mit geringerer Krümmung und größerem Radius. Das Moment, in dem das Auto um die Hochachse gedreht wird, wird geringer - daher sinkt auch die Gefahr des Verlustes der Spurtreue und der Schleuderbildung der Hinterachse.

Reis. Wenderadius eines konventionellen Autos (MCP - Instantaneous Turn Center) und eines Autos mit allen Lenkrädern (4WS)

In diesem Zusammenhang führen einige Hersteller die Hinterachssteuerung in das Fahrzeugdesign ein. Mitsubishi war einer der ersten, der eine solche mechanische Steuerung der Hinterachse präsentierte.

Reis. Mechanische Lenkung der Hinterachse:
1 - Ölpumpe; 2 - Empfänger; 3 - Lenkgetriebe mit hydraulischem Verstärker; 4 - Lenkrad; 5 - Spule; 6 - Druckreduzierventil; 7 - Hinterachsölpumpe; 8 - Arbeitszylinder

Das allgemeine Steuersystem von Autos umfasst ein Lenkgetriebe mit einem Servolenkzylinder) Vorderachssteuerung 3, eine Ölpumpe 1, eine Ölpumpe zum Steuern einer Hinterachse 7, ein Hydraulikventil zum Steuern einer Hinterachse mit einer Spule 5 und a Druckminderventil 6, einen Kraftzylinder zum Steuern einer Hinterachse 8, Lenkstangen zum Drehen der Vorder- und Hinterachse.

Wenn die Vorderräder gedreht werden, wird der Steuerdruck des Kraftzylinders der Vorderräder auf den Kraftzylinder der Hinterräder übertragen. Dabei werden Systemdruck, Lenkgeschwindigkeit und Seitenlastniveau der Vorderachse berücksichtigt. Der Steuerdruck wirkt auf den Ventilschieber der Hinterachse. Abhängig vom wirkenden Druck öffnet der Schieber während der Bewegung die Ölkanäle um einen bestimmten Betrag, über die das Arbeitsfluid dem Arbeitszylinder zur Steuerung der Hinterachse zugeführt wird. Der sich bewegende Kolben des Arbeitszylinders wirkt auf die Lenkstangen der Hinterachse und dreht die Hinterachse um den erforderlichen Winkel.

Mit der Entwicklung elektronischer Steuersysteme begannen sie auch bei der Steuerung der Hinterachse (4WS) eingesetzt zu werden. Ein Beispiel ist die elektronisch gesteuerte Hinterachse eines Toyota Aristo-Autos, die 1991 die mechanische änderte, deren Gesamtansicht in der ersten Abbildung und das Stellantriebsdiagramm in der zweiten Abbildung gezeigt ist. Ein ähnliches System kommt auch in BMW-Fahrzeugen zum Einsatz.

Reis. Gesamtansicht einer gelenkten Hinterachse mit elektromechanischem Aktuator

Reis. Elektromechanischer Hinterachs-Schwenkaktuator:
1 - Rotor (Hohlwelle); 2 - Stator; 3 - Planetengetriebe; 4 - Spindelmutter; 5 - Satellit; 6 - Sonnenrad; 7 - Spindel (Schraube); 8 - verzahnter Teil der Spindelwelle; 9 - Spindeldrehsicherung; 10 - Planetenträger

Die Hinterräder werden hier über eine spezielle elektrische Lenkung gelenkt, die in die recht ausgeklügelte Hinterradaufhängung eingebaut ist. Und es wird von einer speziellen Elektronikeinheit gesteuert, die von mehreren Sensoren Informationen über die Geschwindigkeit des Autos, den Lenkwinkel, Vorder- und Hinterräder usw. erhält.

Der Aktuator besteht aus einem Elektromotor (Stator und Rotor), einem Planetengetriebe und einer auf die Lenkstangen der Hinterachse wirkenden Spindelwelle. Der Elektromotor wird von einem elektronischen Steuergerät gesteuert, das Signale von verschiedenen Lenksensoren erhält. Je nach Höhe und Zeitpunkt der Spannungsversorgung des Elektromotors ändern sich Drehzahl und Drehzeit des Rotors des Elektromotors. Um das Drehmoment und die Schubkräfte der Spindel zu erhöhen, wird im Aktuator ein Planetengetriebe verwendet.

Beim Anlegen einer Spannung an den Elektromotor beginnt sich die Hohlwelle des Rotors 1 zu drehen. Auf der Rotorwelle befindet sich ein Sonnenrad 6, das über die Satelliten 5 und den Planetenträger 10 die ihm zugeordnete Spindelmutter 4 dreht an den Lenkstangen der Hinterachse. Um ein Durchdrehen der Spindelwelle zu verhindern, ist eine spezielle Sicherung 10 vorgesehen.

Das 4WS-System arbeitet in zwei Modi. Bei niedriger Geschwindigkeit drehen sich die Hinterräder entgegengesetzt zu den Vorderrädern, und beim Manövrieren derselben Krümmung muss das Lenkrad in einem kleineren Winkel gedreht werden. Das erhöht die Lenkempfindlichkeit und macht das Auto agiler. Beim Wenden werden beispielsweise die Vorderräder ganz nach links und die Hinterräder in einem Winkel von bis zu acht Grad nach rechts eingeschlagen. Gleichzeitig wird der Wendekreis im Vergleich zu einem konventionellen Pkw um 15 % reduziert und beträgt nur noch 4,7 Meter.

Die bestehenden Systeme von Triebwerken der Hinterräder, die in einigen modernen Autos und großen Lastwagen installiert sind, werden die für uns interessante Frage nicht beantworten. Sie lenken nur, nicht lenken. Die Vorderräder spielen die Hauptrolle. Gleichzeitig gibt es weltweit genügend Fahrzeuge, die ausschließlich von den Hinterrädern angetrieben werden. Zum Beispiel alle Arten von Gabelstaplern: vom Lagerstapler-Baby bis zum Karriereriesen. Die gesteigerte Agilität der hinteren Lenkräder ist für sie ein Muss. Was also ist in diesem Sinne schlimmer, der Personenverkehr?

Eine der ersten Erklärungen für solche "Ungerechtigkeiten", die mir unter anderem in den Sinn kommen, ist die Macht der Tradition. Wie es "von alters her" üblich war, die Vorderachse anzufertigen, so geht es. Aber es klingt ziemlich schwach. Wie viele Jahre ist bekannt und traditionell, zum Beispiel Hinterradantrieb. Doch sobald man sich eine komfortablere Front einfallen ließ, gab die ganze Welt sofort die „Tradition“ auf und orientierte sich neu auf den Pkw-Typ mit Frontantrieb. Die zweite Version, die die Verbreitung von lenkbaren Vorderrädern erklärt, ist eine technologische. Der Fahrer sitzt vor dem Auto, das Lenkrad befindet sich also auch vorne. Unter solchen Bedingungen würde das "Ziehen" des Mechanismus der gelenkten Räder zur Hinterachse die Konstruktion wegen völlig nicht offensichtlicher Vorteile stark komplizieren.

Kurz gesagt, es ist die Kerze nicht wert. Diese Version scheint durchaus brauchbar zu sein. Der Hauptgrund, warum die lenkbaren Räder der meisten Autos vorne sind, ist ein völlig anderer. Ein Hinweis kann hier genau die Höhe der gleichen Lader sein, indem man die Hinterräder fast auf der Stelle drehen kann. Tatsache ist, dass die lenkenden Hinterräder dem Fahrzeug ein Übersteuern geben. Bei Geschwindigkeiten von 5-10 km / h ist es ein Segen, der eine hervorragende Manövrierfähigkeit bietet. Aber wenn es noch ein bisschen mehr geht, führt jede Umdrehung der Hinterräder zum Schleudern des Hecks des Autos.

Stellen Sie sich vor, der gleiche Gabelstapler fährt mit einer typischen "Automobil"-Geschwindigkeit von 50-60 km / h eine Stadtstraße entlang. Ein Auto mit dieser Geschwindigkeit passt problemlos in eine sanfte Kurvenfahrt. Und unser bedingter Lader wird bestenfalls seitwärts drehen und höchstwahrscheinlich auch umkippen. Stellen wir uns nun vor, was mit dem Auto passiert, das "rückwärts" fährt, etwa 100 km / h und sogar bei Regen, wenn die Straße rutschig ist. Die kleinste Neuordnung - und es dreht sich wie ein Kreisel. Aus diesem Grund drehen sich übrigens bei allen modernen Autos, die mit einer lenkbaren Hinterradaufhängung ausgestattet sind, bei hohen Geschwindigkeiten die Hinterräder in die gleiche Richtung wie die Vorderräder - so dass sich das Auto fast seitwärts bewegt und nicht entgegen der allgemeinen Fahrtrichtung abbiegen.

Die Idee, die Hinterräder lenkbar zu machen, ist eine längst vergessene alte Idee. Die eigentliche Lenkbarkeit der Hinterräder geht auf die Zeit der Holzkarren (den sogenannten Horseless Carts) zurück. Doch das Unternehmen beschloss mit seinem neuen Modell 911 GT3, an die alte Idee zu erinnern und sein neues Produkt mit moderner Technik mit lenkbaren Hinterrädern auszustatten.

Warum wurden früher auf Karren lenkbare Hinterräder hergestellt? In der Regel wurden die meisten Karren in ländlichen Gebieten für die Landwirtschaft eingesetzt, wo die Relevanz des eingeschränkten Wendens oder Wendens wichtiger denn je ist. Im neuen und einzigartigen GT3-Sportwagen ist die Hinterradlenkung eine einzigartige Entwicklung des deutschen Unternehmens.

Seit dem Erscheinen offizieller Informationen über das neue Produkt ist die Kontroverse darüber, wie das Unternehmen das Hinterradkontrollsystem implementiert hat, nicht abgeklungen, da eine detaillierte Veröffentlichung des Systems nicht vorgelegt wurde. Heute bieten wir Ihnen zwei ausführliche Videos, in denen Sie lernen, wie Sie sich zusammen mit den Vorderrädern, den Hinterrädern, drehen, die einem Sportwagen helfen, nicht nur leicht abzubiegen, sondern auch die Dynamik beim Beschleunigen zu erhöhen.

Im Allgemeinen ist die Idee, die hinteren Lenkräder auszustatten, eine großartige Lösung für einen Sportwagen. Es wäre albern, wenn ein ähnliches System bei traditionellen Stadtautos auftauchen würde. Natürlich hat die neue Technologie eine große Komplexität im Design, was das Risiko schwieriger Reparaturen im Falle einer Panne erhöht, aber für diejenigen, die solche Autos kaufen, sind wir der Meinung, dass für sie die unbeschreiblichen Empfindungen dieses leistungsstarken Sports am wichtigsten sind Auto kann als technisch die Komplexität des Designs geben.

Video

Hilfe 1GA.RU: Porsche Hinterachsradlenkung - es handelt sich um eine elektromechanische Hinterradlenkung. Dieses System ermöglicht es dem Auto, Kurven beliebiger Komplexität in verschiedenen Winkeln zu nehmen.

Bei niedrigen Geschwindigkeiten sind die Hinterräder nicht synchron mit den Vorderrädern, um eine stabile Kurvenfahrt zu gewährleisten. Bei hohen Geschwindigkeiten drehen sich Vorder- und Hinterräder synchron. Aufgrund einer eigenartigen Änderung der Größe des Radstands für kurze Zeit ist ein mit diesem System ausgestattetes Auto dynamischer und stabiler auf der Straße. Bei Sportveranstaltungen ermöglicht Ihnen die Hinterradlenkung, Konkurrenten in Kurven zu überflügeln.

Das Auto als Mechanismus ist recht einfach und hat ein Niveau erreicht, in dem es praktisch nichts mehr zu verbessern gibt. Aber der Kampf um ein komfortableres und sichereres Fahren hört nicht auf, und Ingenieure auf der ganzen Welt entwickeln alle möglichen zusätzlichen Geräte, die den Kontrollprozess erleichtern sollen, dem Fahrer im Notfall helfen, schneller eine Entscheidung zu treffen oder umgekehrt, nicht einen fatalen Fehler machen.

Dazu gehören Hydro- und elektrische Servolenkung, ABS, Wechselkursstabilitätssystem und andere technische Lösungen, die aktiv und passiv an der Steuerung teilnehmen. Dieser Artikel konzentriert sich auf Optionen wie das Lenken der Hinterräder.

Wozu dienen Triebwerke?

Die Trägheit der geradlinigen Bewegung der Hinterräder, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, beeinflusst das Fahrverhalten des Fahrzeugs beim Einfahren in Kurven stark. Einfach ausgedrückt, widersetzen sie sich dem Drehen und versuchen, auf ihrer vorherigen Flugbahn zu bleiben. Zugegeben, die Idee selbst ist nicht neu, und Lenkräder werden längst an Gabelstaplern eingesetzt, die in Lagerhallen auf engstem Raum manövrieren müssen. Auch der Mercedes Kübelwagen G5 aus der Vorkriegszeit war mit Lenkrädern ausgestattet.

Heute haben viele namhafte Automobilhersteller ein ähnliches System entwickelt und implementiert. Alle haben ihren eigenen Namen, unterscheiden sich strukturell, aber das Wesentliche bleibt gleich – die Hinterräder ändern ihre Position bei Kurvenfahrten, verkürzen die Flugbahn und erhöhen die Stabilität.

Arten von Triebwerken

Die Lenkaufhängung kann aktiv oder passiv sein. Wenn ersteres aufgrund der Elektronik funktioniert, dann der zweite mit Hilfe von Hebeln und Stangen sowie den Gesetzen der Physik. Betrachten wir jeden einzeln.

Passiv

Das Thema selbst ist recht umfangreich und komplex. Allgemein lässt sich das Funktionsprinzip einer passiven Lenkaufhängung wie folgt beschreiben. Die Hinterradaufhängung wurde mit aneinander angeordneten Hebeln und speziell angebrachten Kissen und Silentblöcken hinzugefügt. Unter dem Einfluss von Seitenkräften auf das Auto und bei der Bildung einer Wankung in einer Kurve bewirken diese Elemente den Effekt einer kleinen Raddrehung, selbst ein Indikator von mehreren Grad verbessert die Kurvenfähigkeit des Autos erheblich.

Bei Geradeausfahrt nehmen die Hinterräder eine Neutralstellung ein, die Federung arbeitet nur in vertikaler Richtung weiter. In Autos wie Ford, Peugeot, Toyota und vielen anderen sind verschiedene Modifikationen der passiven Lenkaufhängung vorhanden.

Aktiv

Progressiver und teurer ist die Aktivlenkung. Aktuatoren sind darin für die Lenkung der Hinterräder zuständig, für deren Stimmigkeit und Übersichtlichkeit die Elektronik überwacht. Hier ist alles so angeordnet, dass alle 4 Räder gleichzeitig auf die Lenkraddrehung reagieren. Der Drehwinkel wird von der elektronischen Steuereinheit berechnet, die sich wiederum an den Messwerten verschiedener Sensoren orientiert und den optimalen Winkel berechnet.

Darüber hinaus verfügt diese Aufhängung über mehrere Betriebsmodi. Bei niedrigen Geschwindigkeiten, beim Rangieren auf Parkplätzen und anderen beengten Platzverhältnissen, drehen sich die Hinterräder entgegengesetzt zu den Vorderrädern (Lenkrad nach rechts drehen, Hinterräder nach links lenken). Dadurch wird die Maschine viel wendiger, der Wenderadius wird um ein Viertel reduziert.

Bei hohen Geschwindigkeiten ändert sich alles, und das System wechselt in den Modus, wenn sich die Hinterräder in Richtung der Vorderräder drehen, was optimale Bedingungen für die Einfahrt in eine Kurve bietet.

Heute können sich Renault (Active Drive), BMW (Integral Active Steering), Nissan, Infiniti mit aktiven Systemen rühmen.

Vorteile und Nachteile

Lassen Sie uns abschließend die Vor- und Nachteile von Triebwerken beachten:

• Zu den positiven Aspekten zählen eine Steigerung der Manövrierfähigkeit durch einen kleineren Wendekreis, eine Verbesserung des Fahrverhaltens;
• Der gravierendste Nachteil kann als Komplikation des Aufhängungsdesigns angesehen werden, was zu einem Anstieg des Preises führt und auch die Reparaturkosten erhöht.

Beim Fahren bewegen sich die Vorderräder nach rechts oder links. Was passiert mit den Hinterrädern? Sie bewegen sich parallel und drehen nirgendwo hin. Aber es gibt eine Ausnahme. Bei einigen Autos werden Lenkräder verwendet.

Sie wurden für ein besseres Handling bei Kurvenfahrten oder beim Abbiegen auf einer sehr engen Spur erfunden. Das Funktionsprinzip der Heckstrahlruder besteht darin, dass sich die Hinterräder, wenn Sie die Vorderräder ganz nach rechts drehen, nach links bewegen.

Dies hilft sehr, wenn das Auto auf engstem Raum an einer eher engen Stelle gewendet wird. Aber der Einschlagwinkel der Hinterräder ist nicht groß, maximal kann er einen Wert von drei Grad erreichen. Aber auch das reicht aus, um den Drehwinkel des Autos um ca. 0,6 - 0,8 Meter zu reduzieren.

Bei Fahrten in der Stadt drehen sich auch die Hinterräder entgegengesetzt zu den Vorderrädern, jedoch in einem Winkel von 1-2 Grad. Aber bei einer Autogeschwindigkeit von mehr als 60 km / h drehen sich die Hinterräder mit den Vorderrädern in eine Richtung. Dadurch kann das Auto die Kurven der Straße etwas besser beschreiben.

Das Funktionsprinzip der hinteren Lenkräder des Autos sehr einfach. Am hinteren Fahrschemel des Autos sitzt ein Elektromotor, der über Lenkstangen die Hinterradnaben antreibt. Der Elektromotor erhält ein Signal vom Steuergerät, dem alle Informationen zugeführt werden. Die Informationen stammen von Sensoren für Lenkposition, Fahrzeugradgeschwindigkeit und Beschleunigungssensoren, die zwischen Über- und Untersteuern des Autos unterscheiden können.

4ws oder 4 Lenkräder