Podczas jazdy przednie koła poruszają się w prawo lub w lewo. Co dzieje się z tylnymi kołami? Poruszają się równolegle i nigdzie się nie obracają. Ale jest jeden wyjątek. Niektóre pojazdy wykorzystują sterowanie tylnymi kołami.
Zostały wynalezione dla lepszego prowadzenia samochodu na zakrętach lub podczas skręcania na bardzo ciasnym pasie. Zasada działania tylnych sterów strumieniowych polega na tym, że gdy skręcasz przednimi kołami maksymalnie w prawo, tylne koła, przeciwnie, poruszają się w lewo.
To bardzo pomaga przy ograniczonym skręcie samochodu w dość wąskim miejscu. Ale kąt ugięcia tylnych kół nie jest duży, może osiągnąć maksymalnie trzy stopnie. Ale nawet to wystarczy, aby zmniejszyć kąt skrętu auta o około 0,6 - 0,8 metra.
Podczas jazdy miejskiej tylne koła również skręcają w kierunku przeciwnym do przednich, ale pod kątem 1-2 stopni. Ale przy prędkości pojazdu powyżej 60 km / h tylne koła skręcają się w tym samym kierunku, co przednie koła. Dzięki temu samochód lepiej opisuje zakręty drogi.
Zasada działania tylnych sterów strumieniowych samochodu bardzo prosta. Na tylnej ramie pomocniczej samochodu znajduje się silnik elektryczny, który za pomocą drążków kierowniczych napędza piasty tylnych kół. Silnik elektryczny odbiera sygnał z jednostki sterującej, gdzie dostarczane są wszystkie informacje. Informacje pochodzą z czujników położenia kierownicy, prędkości koła pojazdu i akcelerometrów, które są w stanie odróżnić nadsterowność od podsterowności samochodu.
4ws lub 4 obracające się koła
Istniejące układy skrętu tylnych kół zainstalowane w niektórych nowoczesnych samochodach i dużych ciężarówkach nie dadzą odpowiedzi na nasze pytanie. Po prostu sterują, a nie sterują. Główną rolę odgrywają przednie koła. Jednocześnie na świecie jest wystarczająco dużo pojazdów napędzanych wyłącznie tylnymi kołami. Na przykład wszelkiego rodzaju ładowarki: od wózków widłowych do magazynów po gigantów górniczych. Zwiększona zwrotność, jaką zapewniają tylne kierownice, jest dla nich koniecznością. Dlaczego więc transport pasażerski jest pod tym względem gorszy?
Jednym z pierwszych wyjaśnień takiej „niesprawiedliwości”, jakie przychodzi na myśl, jest siła tradycji. Jak to było w zwyczaju „od początku motoryzacji” robiło się przednią oś i tak się dzieje. Ale brzmi to raczej słabo. Ile lat jest znany i tradycyjny, na przykład napęd na tylne koła. Ale gdy tylko wymyślili wygodniejszy przedni, cały świat natychmiast nie przejmował się „tradycją” i skupił się na samochodzie osobowym z napędem na przednie koła. Druga wersja, tłumacząca fakt przewagi przednich kół kierowanych, jest technologiczna. Kierowca siedzi przed samochodem, więc „kierownica” również znajduje się przed nim. W takich warunkach „wciągnięcie” mechanizmu kierownicy do tylnej osi ma bardzo skomplikować konstrukcję ze względu na zupełnie nieoczywiste zalety.
Krótko mówiąc, gra nie jest warta świeczki. Ta wersja wydaje się całkiem realna. Główny powód, dla którego kierownice większości samochodów to przednie koła, jest zupełnie inny. Wskazówką może być tutaj właśnie wysokość tych samych ładowarek, dzięki obracaniu tylnymi kołami, które mogą obracać się niemal w miejscu. Faktem jest, że obracające się tylne koła informują pojazd o nadsterowności. Przy prędkościach 5-10 km/h to dobrodziejstwo, zapewniające doskonałą manewrowość. Ale jeśli chodzi o jeszcze trochę więcej, to każdy obrót tylnych kół spowoduje wpadnięcie w poślizg rufy auta.
Wyobraź sobie ten sam wózek widłowy jadący ulicą miasta z typową „samochodową” prędkością 50-60 km/h. Samochód osobowy przy takiej prędkości z łatwością wpasuje się w płynny zakręt drogi. A nasz ładowacz warunkowy w najlepszym razie obróci się na bok i najprawdopodobniej również się przewróci. Teraz wyobraźmy sobie, co stanie się z samochodem jadącym „do tyłu”, około 100 km/h, a nawet w deszczu, gdy droga będzie śliska. Najmniejsza przebudowa - i będzie się kręcić jak blat. Dlatego nawiasem mówiąc, we wszystkich nowoczesnych samochodach osobowych wyposażonych w tylne zawieszenie ze sterem strumieniowym, przy dużych prędkościach, tylne koła skręcają się w tym samym kierunku, co przednie - tak, że samochód jedzie na bok prawie na boki i robi nie obracaj się w poprzek ogólnego kierunku ruchu.
Pęknięta opona jest zwykle sygnalizowana zewnętrznym hałasem, a także utratą prędkości i pogorszeniem prowadzenia. Jeśli samochód zjeżdża na bok, a żeby utrzymać go na drodze, trzeba się postarać, to najprawdopodobniej przebicie jednego z przednich kół. Jeśli tył samochodu zaczyna się ślizgać, problem tkwi w tym.
Kiedy tak się stanie, zrozumiesz dokładnie, co to jest. Nie panikuj w żaden sposób. Ustaw samochód i stopniowo zmniejszając prędkość zjedź na pobocze.
Jak zmienić koło
1. Zaparkuj na poboczu drogi
Nie możesz kontynuować jazdy z przebitą oponą, ale też nie jest dobrym pomysłem zatrzymywanie się na środku drogi. Dlatego nie bój się przejechać kilkadziesiąt metrów i wybierz płaskie, suche miejsce na poboczu drogi.
Kierowcy pojazdów z manualną skrzynią biegów muszą koniecznie włączyć pierwszy bieg, a posiadacze automatycznych skrzyń biegów muszą przestawić dźwignię do pozycji parkowania (P).
W każdym razie musisz zaciągnąć samochód na hamulec ręczny.
2. Zainstaluj trójkąt ostrzegawczy i przygotuj narzędzia
Po zaparkowaniu samochodu w bezpiecznym miejscu, włącz światła awaryjne i zamontuj trójkąt ostrzegawczy w bagażniku. W osadach znajduje się 20 metrów za samochodem, a na autostradzie - 40 metrów.
W tym samym miejscu, w bagażniku, odszukaj zapasowe koło i podnośnik z kluczem do kół. Zazwyczaj producent umieszcza to wszystko w specjalnej wnęce pod podłogą, do której można się dostać podnosząc dolny panel.
Dobrze, jeśli masz przy sobie pompkę i manometr, aby sprawdzić ciśnienie, a także kliny pod koła. I oczywiście rękawiczki nie będą przeszkadzać, ponieważ nadal musisz trochę pobrudzić ręce.
3. Zdejmij koło
Po wyjęciu wszystkich narzędzi i koła zapasowego połóż je obok przebitej opony i poproś wszystkich pasażerów o wysiadanie z samochodu. Nawet jeśli jest na zewnątrz lub leje deszcz, bezpieczeństwo jest najważniejsze.
Pomimo zaciągniętego hamulca ręcznego i przerzutki przed zamontowaniem podnośnika należy dodatkowo zamocować koła z ogranicznikami. Dla nich jednak przejdą wszelkie kamienie lub kawałki cegieł.
Jeśli musisz wymienić tylne koło, ograniczniki są umieszczone po obu stronach przednich kół i odwrotnie.
Teraz możesz zacząć zdejmować koło. Najpierw zdejmij tarczę z plastikowej nakładki i użyj klucza do kół, aby poluzować śruby. Aby przenieść je z miejsca, będziesz potrzebować dużo wysiłku, który może zapewnić ciężar twojego ciała, po prostu naciskając klawisz stopą. Nie trzeba całkowicie odkręcać śrub: wystarczy odkręcić je o jeden obrót.
Następnie musisz podnieść samochód za pomocą podnośnika. W żadnym wypadku nie należy go nigdzie instalować. Specjalnie do tych celów na spodzie znajdują się małe wzmocnione miejsca, które zwykle znajdują się za przednim kołem lub bezpośrednio przed tyłem. Producent wyznacza je za pomocą trójkątów lub wycięć na dole progów. Jeśli spaw jest pokryty plastikowymi podkładkami, pękną one w punktach przeciskania.
Przesuń podnośnik pod spód i zacznij obracać jego uchwyt zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Upewnij się, że podnośnik podnosi się równomiernie, nie przechyla.
Jeśli pod ciężarem maszyny dolna noga podnośnika wejdzie w ziemię, należy podłożyć pod nią kawałek deski lub cegły.
Nie podnoś koła zbyt mocno. Wystarczy zatrzymać się 5 cm od ziemi. Następnie możesz całkowicie odkręcić śruby i zdjąć przebite koło z piasty. Lepiej wsunąć go pod samochód jako ubezpieczenie, a śruby włożyć gdzieś na szmatę, żeby się nie zgubiły.
4. Zamontuj i sprawdź koło zapasowe
Pozostaje założyć koło zapasowe zamiast przebitego koła. W tym celu zrównaj otwory w tarczy z otworami w piaście, załóż koło i przykręć śruby, całkowicie je owijając ręcznie.
Ważne jest, aby zamontować nakrętki mocujące koła do piasty półokrągłą stroną w kierunku tarczy, a nie na zewnątrz.
Wyjmij przebite koło spod auta, opuść podnośnik i na koniec dokręć śruby. Musisz to zrobić dobrze. W kołach z czterema lub sześcioma otworami przeciwległe śruby są dokręcane parami. Jeśli jest pięć dziur, musisz ciągnąć w tej kolejności, tak jakbyś rysował pięcioramienną gwiazdę.
Pozostaje zmontować narzędzie, wyjąć podnośnik i zatrzymać, a także sprawdzić ciśnienie w zainstalowanym kole i, jeśli to konieczne, podpompować. Jeśli pompy nie ma pod ręką, możesz poprosić o pomoc przejeżdżających kierowców.
Jeśli korzystasz z małego koła zapasowego, tzw. dokatki, to nie zapominaj o ostrożności: zazwyczaj możesz na niej jechać z prędkością nie większą niż 80 km/h i na dystansie maksymalnie 100 kilometrów .
I oczywiście postaraj się jak najszybciej naprawić przebite koło w specjalistycznym sklepie oponiarskim, aby nie kusić losu i nie jeździć bez koła zapasowego.
Kiedy japońskie samochody były uważane za najbardziej zaawansowane, legendy donosiły, że w Kraju Kwitnącej Wiśni istniały samochody, które obracały wszystkimi czterema kołami. Potem, w zgiełku nowych rzeczy, te czasy zostały jakoś zapomniane. Minął burzliwy początek lat dziewięćdziesiątych i w masowej produkcji pozostały tylko najbardziej potrzebne z tamtych czasów rozwiązania techniczne. Ale teraz znowu rośnie zainteresowanie w pełni kontrolowanym podwoziem, jednak na innym poziomie technicznym, bez dodatkowych wałów skrętnych i z zauważalnie uproszczonym tylnym zawieszeniem.
I byłoby dobrze tylko w Porsche 911 GT3 lub Lamborghini Aventador - ale w zwykłym Renault Espace wprowadzono również obracające się tylne koła. Jakie jest znaczenie takiego rozwiązania technicznego i dlaczego producenci popadli w takie trudności? A dlaczego do niedawna zapomniano o technologii?
Dlaczego potrzebne jest zarządzanie
Manipulacja tuningiem zawsze była uważana za bardzo trudną pracę, a samochody z idealną równowagą były jednymi z najlepszych. Podwozie nowoczesnych samochodów na pierwszy rzut oka niewiele się zmieniło w porównaniu do lat osiemdziesiątych, ale jest różnica. A widać to bardzo dobrze, gdy spojrzy się na prędkości osiągane przez samochody na manewrze „przestawiania” lub na torze wyścigowym.
Nowoczesny, rodzinny hatchback jest w stanie prześcignąć większość 30-letnich supersamochodów na torze, nie tylko ze względu na dopracowane prowadzenie i doskonałą wytrzymałość podwozia. Oczywiście zarówno guma, jak i elastyczność silników również odgrywają rolę, ale teraz porozmawiajmy najpierw o geometrii.
Nie, wcale nie chodzi o przedmiot szkolny – mówię o geometrii podwozia. Jest to zestaw parametrów opisujących zmiany położenia elementów podwozia przy zmianie obciążenia. Istotą triku jest to, że podczas pokonywania zakrętów samochód się przechyla, a droga ma swój profil. Przy prawidłowym wyliczeniu parametrów geometrii podwozia opony zawsze mają optymalny kontakt z drogą dla danych warunków.
Nie chodzi tu o maksymalną siłę docisku, ale o stosunek współczynnika przyczepności kół przedniej i tylnej osi, prawego i lewego koła oraz zdolności koła do odbierania obciążenia w trzech kierunkach w dowolnym momencie.
Zadanie zwiększenia powierzchni kontaktu kół z drogą wcale nie jest takie proste, jak się wydaje.
Oczywiście można "zacisnąć" zawieszenie i zmniejszyć ruch. Jest to przydatne na wiele sposobów i często się to robi, ale przeprowadzka może być wykorzystana w dobrej sprawie. Na przykład, aby koła obracały się po kolei. Jeśli trudno jest obliczyć ruchy, możesz trochę pograć, przekładając kierownicę również na tylną oś, tworząc w pełni kontrolowany samochód.
A ruch można ustawić za pomocą wyrafinowanego zawieszenia – np. wielowahaczowego, które pozwala na regulację geometrii ruchu koła w bardzo szerokim zakresie i zachowanie tych parametrów przy dłuższym użytkowaniu elementów.
Artykuły / Praktyka
Potrząsnąłem ramieniem zawieszenia: jak zdiagnozować podwozie
Dlaczego potrzebna jest diagnostyka? Zacznijmy od prostego pytania: po co czasem trzeba sprawdzić zawieszenie? Pierwszy przypadek ma charakter podręcznikowy. Czyli coś poniżej puka, brzęczy, stuka, a czasem dudni i wpada w kierownicę i piąty...
44704 4 29 09.01.2017
Jeśli nie jesteś zawodnikiem, nie oznacza to, że prowadzenie nie jest dla Ciebie ważne. Tyle, że w Twoim przypadku termin ten oznacza zupełnie inny zestaw preferowanych parametrów niż idealna dokładność i szybkość reakcji. W rzeczywistości aktywne bezpieczeństwo samochodu w dużej mierze zależy od jego sterowności, dlatego projektanci samochodów ciężko i wydajnie pracują nad tymi parametrami. Co to ma wspólnego z geometrią podwozia?
Jak samochód się skręca
Wydawałoby się, co jest prostsze: skręcił przednie koła - i samochód się skręcił. Ale w praktyce wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane. Na początek, nawet gdy samochód stoi, nie tylko przednie koła będą się kręcić. Ponieważ przednie zawieszenie ma kąt skrętu, przednie koła podniosą się podczas skręcania na własną wysokość. Ile zależy od szerokości i twardości gumy, geometrii zawieszenia i tak dalej.
W rezultacie samochód uzyska pewne przechyły, zależne od wysokości środka przechyłu przedniego i tylnego zawieszenia oraz położenia środka ciężkości w tym momencie. Tylne koła lub nawet ciągła tylna oś też się skręcą - po prostu dlatego, że przy każdej zmianie położenia nadwozia koła nie tylko jadą w górę i w dół, ale też trochę się obracają, ale skręcają.
W dynamice ten stos parametrów zostanie uzupełniony o moment przechylający ze środka masy auta i gumowe poślizgi. Spośród wszystkich parametrów, które trzeba obliczyć, największe znaczenie będzie miał dla nas chwilowy środek obrotu i promienie skrętu przedniej i tylnej osi oraz środek masy. Chwilowy środek obrotu wcale nie pokrywa się z geometrycznym, który jest liczony zgodnie z regułą Ackermanna - punktem, w którym znajdują się środki tocznych kół wszystkich kół. Co więcej, taki punkt po prostu nie istnieje w dynamice z powodu poślizgów. Ale na przykład na liczbach rozważa się prostszą sytuację, aby nie powodować zamieszania.
Na pierwszy rzut oka, jeśli skręcisz tylnymi kołami w kierunku przeciwnym do przodu, to promień skrętu auta się zmniejszy. Jest to ważne ze względu na łatwość użytkowania i zwrotność. Im mniejszy promień, tym lepiej. Ale samochody nie tylko jeżdżą z prędkością wózków widłowych w centrum handlowym, więc należy wziąć pod uwagę inne czynniki.
Ale co, jeśli skręcisz kołami w tym samym kierunku, co przód? Na pierwszy rzut oka nie ma to sensu: samochód „jedzie na boki” po dużym promieniu, jeśli tylne koła będą skręcone pod mniejszym kątem niż przednie. Sam w sobie większy promień skrętu oznacza mniejszą redystrybucję obciążeń między prawym i lewym kołem, co oznacza lepszą przyczepność i komfort.
Ale wydaje się, że to samo można osiągnąć kręcąc kierownicą pod mniejszym kątem? Możesz to zrobić nawet automatycznie - na szczęście mechanizmy kierownicze o zmiennym skoku nie są już rzadkością. Ale gdy tylne koła skręca się w kierunku skrętu, zmniejsza się również kąt poślizgu tylnej osi, a co za tym idzie tendencja do nadsterowności. Jeśli jest to dość proste, samochód staje się bardziej odporny na poślizg. Jest to niezwykle ważne przy dużych prędkościach.
Podobny efekt można było uzyskać po prostu zwiększając rozstaw osi. Ale wymiary maszyn są ograniczone - ale zmieniając kąt obrotu tylnych kół, możesz uzyskać to, czego chcesz bez zwiększania wymiarów. A dla samochodu z krótkim rozstawem osi jest to tylko zbawienie: można zachować kombinację przyczepności charakterystyczną dla dużych samochodów, nie rezygnując z dobrego pokonywania zakrętów.
Nie tylko zarządzanie
Dla stabilności na drodze tylne koło w zakręcie powinno skręcać w kierunku skrętu z przodu, a dla lepszej manewrowości - w przeciwnym kierunku. Jeśli nie ma szczególnych trudności ze zwrotnością, możesz skorzystać z funkcji ruchu samochodu w skręcie, aby obrócić koła. Na przykład obecność rolki. Po ściśnięciu zawieszenie kręci kołem, a my dostaniemy to, czego chcemy.
Artykuły / Historia
Miękkość i sztywność zawieszenia – co jest ważniejsze dla komfortu?
Specjaliści od zawieszenia mają wiele ciekawych przykładów do podzielenia się, ale będę musiał ograniczyć się do krótkiej opowieści o tym, dlaczego sztywniejsze nie zawsze jest przyczepne, a miękkie nie zawsze...
75887 0 37 05.03.2015
Ale są tutaj dwa problemy. Po pierwsze zawieszenie reaguje w ten sam sposób na zmiany obciążenia, ale chciałbym, aby prowadzenie było mniej zależne od obciążenia, a bardziej od rzeczywistego przechyłu i sił bocznych. Po drugie, w samochodach z napędem na tylne koła bardzo kuszące jest powiązanie obrotu kół z wektorem ciągu.
Jeśli skomplikujemy zawieszenie wprowadzając dźwignie działające na kąty ustawienia kół pod pewnym obciążeniem, otrzymamy zawieszenie wielowahaczowe. Tak, ten, który pojawił się w Mercedesie W201 i jest teraz używany w większości samochodów klasy C i wyższych. I to nie tylko na tylnej osi, ale także na przedniej.
To właśnie zawieszenie wielowahaczowe umożliwiło uzyskanie takiego samego efektu, jak wymuszony obrót tylnej osi i rezygnację ze skomplikowanych systemów wymuszonego obrotu na ćwierć wieku. Układ dźwigni w takim zawieszeniu wyznacza złożoną trajektorię ruchu koła w zależności od obciążeń wzdłużnych, poprzecznych i pionowych.
Możesz dostroić geometrię podwozia, biorąc pod uwagę zachowanie maszyny w obecności znacznych sił bocznych, przy różnym stosunku obciążeń pionowych i bocznych. W przypadku samochodów z napędem na tylne koła okazało się to poważną pomocą w walce o lepsze prowadzenie od samego początku, a samochody z napędem na przednie koła wypróbowały podobne technologie nieco później, ze wzrostem masy, obciążeń i wymagań dotyczących ich obsługa.
Pierwsze samochody z napędem na wszystkie koła
Samochody z dwiema osiami kierowanymi wcale nie zostały stworzone z myślą o doskonałym prowadzeniu. Takie samochody w ogóle nie jeździły z dużą prędkością po autostradzie, ponieważ były to pojazdy terenowe. Na przykład słynny Unimog – uniwersalne podwozie terenowe, ma wszystkie cztery koła skrętne. Oczywiście, aby lepiej zjechać w teren i manewrować na ograniczonej przestrzeni.
Japońskie samochody z początku lat 80. nie odbiegają od nich pod względem złożoności konstrukcyjnej. Honda Prelude z 1987 roku miała tylny drążek kierowniczy i wał łączący go z kierownicą, a system działał w oparciu o kąt nachylenia kół. Przy małych kątach obrotu tylne koła obracały się w tym samym kierunku co przednie, a przy dużych kątach w przeciwnym kierunku. Nawet w takiej formie efekt był wystarczający, aby inni japońscy producenci wprowadzili podobną technologię.
Dopiero w kolejnych generacjach napęd tylnego drążka kierowniczego stał się elektryczny, a kąt obrotu zależał również od prędkości, z jaką wykonywany był manewr. Nie domyślili się jednak, aby pozbyć się wałów i szyn. Konstrukcje pozostały złożone, masywne, obszerne i drogie. W rezultacie samochody z nimi nie zyskały dużej popularności i były sprzedawane tylko na rodzimym rynku japońskim. W pozostałych częściach świata zawieszenie wielowahaczowe przejęło bezwarunkową pozycję lidera.
Dlaczego w pełni napędzane podwozia pojawiają się ponownie
Najbardziej oczywistą odpowiedzią na to pytanie jest obniżenie ceny mechanizmów napędowych i elektroniki sterującej oraz rozwój systemów stabilizacji i bezpieczeństwa. Na nowym poziomie technologicznym zrezygnowali z tylnych trapezów kierowniczych i zębatek. Zawieszenia wielowahaczowe zapewniają już wystarczający kąt skrętu kół, aby osiągnąć pożądany efekt. Pozostaje wyposażyć je zamiast dźwigni odpowiedzialnej za skręcanie koła w aktywny napęd elektryczny lub hydrauliczny.
Elektronika dużo dokładniej określa co w danej chwili dzieje się z autem, pozwala na zastosowanie dużych kątów obrotu, a poza tym jest tańsza w montażu niż skomplikowane zawieszenie. I jako dodatkowy czynnik - ta sama poprawa podsterowności przy niskich prędkościach. Możesz skręcić kołami w przeciwnym kierunku i poprawić zwrotność auta na wąskich uliczkach.
Nie zdziwię się, jeśli w najbliższym czasie takie systemy będą masowo wprowadzane w autach od klasy C i wyższych, a także w połączeniu z uproszczoną geometrią tylnego zawieszenia - np. nie z wielowahaczami, a ze skręcaniem Belka. Ma to zdecydowanie sens ekonomiczny, ponieważ można uzyskać obsługę droższych samochodów mniejszym kosztem. Tak, a jeszcze jedna skomplikowana i droga jednostka nosząca nie będzie „zbędna”. W końcu wydaje się, że producenci samochodów zobowiązali się do tego, aby samochód był jednorazowy.
A podczas pokonywania zakrętów w dużej mierze zależy to od tego, w jakim kierunku tylna oś podąża za przednim torem. Jest to konieczne, aby zmniejszyć kąt skrętu samochodu i zużycie opon. Zastosowanie sterowanej tylnej osi pozwala na zmniejszenie przyspieszenia bocznego podczas skręcania auta, co zwiększa jego stabilność. Znacząco poprawić obsługę pojazdu
- Po pierwsze, zwiększa się czułość samochodu na kierownicę. Przecież jadąc spokojnie ulicami miasta, lepiej mieć „ostre” sterowanie, aby nie obracać kierownicy o kilka obrotów przy każdym manewrze. Na autostradzie „ostre” kierowanie może sprawiać problemy – auto zareaguje zbyt ostro nawet na lekkie skręcanie.
- Po drugie, aby poprawić zwrotność samochodu podczas parkowania lub skręcania w ciasnych warunkach miejskich, czyli zmniejszyć promień skrętu.
- I po trzecie, aby zwiększyć stabilność kierunkową podczas ostrych manewrów z dużą prędkością.
Obracanie tylnymi kołami w tym samym kierunku co przednimi pozwala zachować kierunek i prędkość środka masy samochodu, ale znacznie zwiększa chwilowy promień skrętu. Jednocześnie zmniejszają się siły działające na samochód, a w efekcie zwiększa się stabilność kierunkowa.
Podczas jazdy z małą prędkością tylne koła skręcają się w przeciwfazie z przednimi, a chwilowy promień skrętu maleje, a podczas jazdy z dużą prędkością w szybkim zakręcie lub podczas zmiany pasa ruchu na autostradzie tylne koła wręcz przeciwnie, obróci się pod małym kątem w tym kierunku po tej samej stronie co przód. Na przykład samochód wykonujący manewr na autostradzie nie będzie wydawał się skręcać, ale przemieszczać się z rzędu do rzędu równolegle do oznaczeń pasów ruchu. W takim przypadku samochód będzie poruszał się po łuku o mniejszej krzywiźnie i większym promieniu. Moment, w którym samochód skręca wokół osi pionowej będzie mniejszy – dzięki temu zmniejszy się również ryzyko utraty stabilności kierunkowej i rozwoju poślizgu tylnej osi.
Ryż. Promień skrętu pojazdu konwencjonalnego (IMC - chwilowe centrum skrętu) oraz pojazdu ze sterowaniem wszystkimi kołami (4WS)
W związku z tym niektórzy producenci wprowadzają do konstrukcji samochodu sterowanie tylnej osi. Mitsubishi jako jeden z pierwszych wprowadził taką konstrukcję mechanicznego sterowania tylną osią.
Ryż. Mechaniczne kierowanie tylną osią:
1 - pompa olejowa; 2 - odbiornik; 3 - przekładnia kierownicza z hydraulicznym wzmacniaczem; 4 - kierownica; 5 - szpula; 6 - zawór redukcyjny ciśnienia; 7 - pompa oleju tylnej osi; 8 - cylinder mocy
Ogólny system sterowania pojazdem obejmuje mechanizm kierowniczy z hydraulicznym wzmacniaczem (siłownikiem mocy) do sterowania przednią osią 3, pompą olejową 1, pompą olejową do sterowania tylną osią 7, rozdzielaczem hydraulicznym sterowania tylną osią ze szpulą 5 i ciśnieniem zawór redukcyjny 6, siłownik sterujący tylnej osi 8, drążki skrętne przedniej i tylnej osi.
Gdy przednie koła obracają się, ciśnienie sterujące z siłownika mocy przedniego koła jest przekazywane do siłownika tylnego koła. Uwzględnia to ciśnienie w układzie, prędkość skrętu i poziom obciążenia bocznego przedniej osi. Ciśnienie sterujące działa na cewkę zaworu hydraulicznego tylnej osi. W zależności od działającego ciśnienia szpula otwiera o określoną wartość kanały olejowe, przez które płyn roboczy jest dostarczany do siłownika sterującego tylnej osi. Ruchomy tłok siłownika działa na drążki kierownicze tylnej osi, obracając tylną oś do wymaganego kąta.
Wraz z rozwojem elektronicznych systemów sterowania zaczęto je stosować w kierowaniu tylną osią (4WS). Przykładem jest elektronicznie sterowana tylna oś samochodu Toyota Aristo, która w 1991 roku zastąpiła mechaniczną, której ogólny widok pokazano na pierwszym rysunku, a schemat siłownika na drugim rysunku. Podobny system stosowany jest również w samochodach BMW.
Ryż. Widok ogólny tylnej osi kierowanej z siłownikiem elektromechanicznym
Ryż. Elektromechaniczny siłownik skrętu tylnej osi:
1 – wirnik (wał drążony); 2 - stojan; 3 - przekładnia planetarna; 4 - nakrętka wrzeciona; 5 - satelita; 6 - koło słoneczne; 7 - wrzeciono (śruba); 8 - wielowypustowa część wału wrzeciona; 9 – blokada zabezpieczająca przed przewijaniem wrzeciona; 10 - nosiciel planet
Tylne koła są tutaj obracane przez specjalny mechanizm wspomagania kierownicy wbudowany w dość złożone tylne zawieszenie. Jest sterowany przez specjalną jednostkę elektroniczną, która otrzymuje informacje z kilku czujników o prędkości samochodu, kącie obrotu kierownicy, przednich i tylnych kół itp.
Siłownik składa się z silnika elektrycznego (stojana i wirnika), przekładni planetarnej oraz wałka wrzeciona działającego na drążki kierownicze tylnej osi. Silnik elektryczny jest sterowany przez elektroniczną jednostkę sterującą, która odbiera sygnały z różnych czujników układu kierowniczego. W zależności od wielkości i czasu podania napięcia do silnika elektrycznego zmienia się prędkość i czas obrotu wirnika silnika elektrycznego. Aby zwiększyć moment obrotowy i siły dociskowe wrzeciona, w siłowniku zastosowano przekładnię planetarną.
Po przyłożeniu napięcia do silnika elektrycznego, wydrążony wał wirnika 1 zaczyna się obracać. Na wale wirnika znajduje się koło słoneczne 6, które poprzez satelity 5 i wspornik 10 przekładni planetarnej obraca powiązaną nakrętkę wrzeciona 4. Wał wrzeciona, zainstalowany wewnątrz wydrążonego wału wirnika przez śrubę 7, zaczyna się odwzajemniać, działając na tylne osie skrętu. Aby zapobiec obracaniu się wału wrzeciona, zapewniono specjalny bezpiecznik 10.
System 4WS działa w dwóch trybach. Przy małej prędkości tylne koła skręcają się w kierunku przeciwnym do przednich, a podczas manewrowania tą samą krzywizną kierownica będzie musiała zostać obrócona pod mniejszym kątem. Poprawia to czułość układu kierowniczego i sprawia, że pojazd jest bardziej zwrotny. Na przykład podczas skręcania przednie koła będą skręcone całkowicie w lewo, a tylne w prawo pod kątem do ośmiu stopni. W tym przypadku promień skrętu zmniejszy się o 15% w porównaniu do konwencjonalnego samochodu i wyniesie tylko 4,7 metra.