Подрулить задком
Когда мы поворачиваем руль, то соответственно выбранному нами направлению поворачиваются и передние колеса автомобиля. А задние двигаются параллельно. Вроде это очевидно! Но бывает и иначе.
Существуют модели авто, у которых задние колеса поворачиваются вместе / одновременно с передними при повороте.
Это ведра с так называемыми подруливающими задними колесами или, как их еще именуют, авто с задней подруливающей подвеской, полноуправляемые, или машины с системой 4 Wheel Steer (сокращенно 4WS, в переводе – «4 управляемых колеса», такое название чаще применяется к японским моделям). Причем задние колеса на скорости примерно до 35–40 км/ч (у разных моделей разные скоростные показатели) поворачиваются в противоположную передним колесам сторону, а свыше этого показателя – в ту же сторону.
Вот как это выглядит:
1 – на высокой скорости 4WS-авто2 – обычный автомобиль
3 – 4WS-авто при парковке или поворотах на небольшой скорости
Зачем это нужно?
Подруливающие колеса были разработаны для улучшения управляемости автомобиля, прежде всего, в поворотах (улучшается чувствительность), а также при разворотах на узких улицах (ведь при спокойной езде по городским проулкам лучше иметь «острое» рулевое управление, а не накручивать рулем, маневрируя) и для более легкой парковки. В общем, такая система улучшает реакцию машины на рулевое управление, стабилизирует крены кузова на большой скорости, а значит – повышает курсовую устойчивость.
На самом деле угол отклонения задних колес у 4WS-авто не велик. Максимум три градуса. И этого хватает для уменьшения угла разворота авто на 60–80 см. Разные автопроизводители настраивают углы поворота по-разному, по-своему. Да и скорость, при которой задние колеса поворачиваются в ту же сторону, куда и передние, разная – диапазон от 30 км/ч до 60 км/ч, бывает и выше.
Для обслуживания системы 4WS и, например, для развала-схождения требуются специальные стенды.
Как это работает?
На заднем подрамнике 4WS-авто электромотор. К нему от блока управления поступают сигналы. И через рулевые тяги электромотор приводит в работу ступицы задних колес.
В свою очередь, в блок питания поступает информация от датчиков скорости колес автомобиля, положения руля и акселерометров, обладающих способностью отличать излишнюю или недостаточную поворачиваемость машины. Здесь же, в блоке, все это «переваривается», обрабатывается, и в случае надобности отправляется сигнал на электромотор, и задние колеса начинают выполнять нужные команды.
Примеры
Применение подруливающих задних колес особенно часто встречается для грузовой, строительной, военной техники, длинных автобусов и пр. В принципе технология как раз была разработана для спецтехники, работающей в небольших пространствах заводских складов, потом перекочевала на серийные авто. На спецтехнике больше угол поворота, вплоть до 15 градусов.
Для легковых управление всеми колесами было особо популярно в 1990-х и до начала 2000-х. Бумом полноуправляемых правили японские производители. Сейчас же такими колесами не особо балуются.
Можно встретить, например, на BMW 7-Series (c 2009 года такие задние колеса – часть спортивного пакета), Lexus GS (с 2013-го, значится как опция Lexus Dynamic Handling), на Porsche 991 GT3 и Porsche 991 Turbo (с 2014-го) и пр.
Виды
Задняя подруливающая подвеска может быть активной и пассивной. В первом случае все четыре колеса поворачивают одновременно, реагируя на движение руля. В низкоскоростном режиме, если передние колеса повернуты вправо, задние будут повернуты влево, и наоборот. За счет этого радиус поворота уменьшается до 25%.
А на скорости активная подруливающая подвеска ведет себя так: задние колеса подруливают в ту же сторону, куда и передние, но на меньший угол. За точность угла отвечает электронный блок управления, принимая в расчет показания датчика углового ускорения, датчика скорости и другие параметры.
Пример авто с такой подвеской – Honda Prelude (с 1987 г.).
А если брать что-то более современное, можно встретить баварцев с системой подруливающих задних колес под названием BMW Integral Active Steering.
Что получается: при совершении поворота на высокой скорости задние колеса за счет перераспределения сил в подвеске имеют тенденцию подруливать в ту же сторону, что и передние. И это делает авто более стабильным.
Пример авто с такими задними катками – Ford Focus первого поколения.
Почему сейчас так мало авто с такой технологией? Производители отмечают, что разработки в сфере 4WS ведутся, но сосредоточены больше не на повышении маневренности авто, а на его устойчивости.
Сталкивались ли вы с такими задними колесами? Какие можете обозначить плюсы и минусы?
Виды подруливающих подвесок
Разработанные на сегодняшний день подруливающие задние подвески могут работать как в активном, так и в пассивном режимах.
В первом случае управлением задних колес занимаются электронные блоки, которые разворачивают их одновременно с передними, во втором – выворачивание колес осуществляется при помощи тяг, рычагов и изменения нагрузки на колеса.
Пассивная
Конструкция пассивной системы подруливания задней подвески до гениальности проста. Она состоит из четырёх поперечных тяг (по две на каждое колесо), прикреплённых к корпусу через сайлентблоки, а к ступице посредством шаровых опор. Основную роль в повороте колес играют рычаги, закрепленные на передней части ступицы.
При повороте на большой скорости, к примеру, направо, за счёт центробежных сил идёт кренение кузова авто на левую сторону – расстояние между днищем и ступицей уменьшается, а так как длина тяги остается неизменной, то она просто выдавливает левое колесо наружу. На поднявшейся стороне, наоборот — расстояние увеличивается, и тяга втягивает правое колесо внутрь. В результате они изменяют направление движения в сторону противоположную повороту передних колес, уменьшая, тем самым, боковую нагрузку и опрокидывающий момент.
Это изменение может быть незначительным, на какие-нибудь сотые доли градуса, но вполне достаточным, чтобы уменьшить стремление машины опрокинуться и, тем самым, значительно повысить устойчивость машины.
Активная
При использовании активной системы изменения направления движения, все колёса перемещаются одновременно.
Усилия с руля передаются на электронный блок управления, а от него на втягивающие реле, как их еще называют – актуаторы, которые и двигают задние рулевые тяги, схожие с передними.
Эта система работает в двух режимах:
- на маленьких скоростях до 40 км/час используется функция маневрирования, когда задние колеса поворачиваются в противоположную от передних сторону, уменьшая радиус разворота;
- на скоростях более 40 км/час в работу вступает режим оптимизации прохождение поворота на скорости – на основании показаний датчиков углового ускорения, скорости и многих других рассчитывается наилучший угол изменения направления движения задних колес, но уже в одну сторону с передними.
ОППОЗИТ-ТЮНИНГ, УРАЛ-ДНЕПР | Автор темы: ☠АнтохА)))☠
скиньте фото как сделать на мотоцикл урал заднее колесо от машины
Виталий (Nike) Докатку с иномарки возьми и делай, есть на 16″ на разборке, правда просят много, за два рубля я не стал брать, надо ещё попробовать поторговаться, уже год прошёл, может созрели торгаши.
Суханов (Rhette) У нас за рубль продают докатки не раз видел
Виталий (Nike) На разборке у нас мне предлагали с Ауди докатку с резиной, которая ни разу не ставилась на машину за две штуки, я сними пытался торговаться, говорю им что резине уже 25 лет, что она мне и на фуй не нужна да и размер не мой, упёрлись, говорят что новая бери без торга.Ну это надо быть последним дураком взять такую.
Суханов (Rhette) Я тут с друганом на таёте как то катался, он багажник открыл а там докатка, я ему в шутку отдай я на урал колесо шиокое сделю, он забирай не жалко
Виталий (Nike) А нахер балласт возить? Уж лучше полноразмерную, менять не надо.
Сергей (Sonoko) Виталий, а резина с докатки вам и новая не пригодилась бы. Как правило на докатке вообще не шина как таковая, а просто резина не накачивающаяся, и даже соска нет! А если даже и накачивается, то до такой степени грубая и толстостенная, что даже под весом гружёной машины не проминается, а уж на моте вообще.Ездить будешь как на телеге с деревянными колёсами.Если уж ставить докатку, то резину всё равно подбирать мотоциклетную.
Суханов (Rhette) Я с докатки делаю там бескамерка стои и мягкая, единственный минус протектор мне не нравится
Виталий (Nike) Я знаю, там даже соска нет. Я ему сразу сказал, забирай резину, а докатку я возьму, но он не согласился, я бы за штуку забрал, а так пошёл он на хер, его колесо никому не нужно, только нам дуракам.
Сергей (Sonoko) Алексей, у меня КИА Церато, и у неё тоже докатка, так вот, я утверждаю, что на мотоцикл резина с неё не пойдёт однозначно.Ну если конечно у кого то есть желание убиться, то флаг в руки!
Андрей (Iseabail) Вы докатку хоть раз видели? !)))))))))))
Суханов (Rhette)
Делаем широкое заднее колесо сами — МОЙ МОТОЦИКЛ
17 сент. 2014 г. — Широкое заднее колесо на мотоцикле в наше время не диковинка. … часть «железной» ступицы «Урала» без тормозного барабана с…
Как поставить колесо от машины на Урал:: установка широкого…
Владельцы мотоцикла Урал нередко задумываются, не поставить ли заднее колесо большего размера, например, от автомобиля.
На пробитое колесо обычно указывает посторонний шум снаружи, а также потеря скорости и ухудшение управляемости. Если машину уводит в сторону, а чтобы удержать её на дороге, приходится прилагать усилия, то, скорее всего, прокол на одном из передних колёс. Если же заносить начинает заднюю часть авто, то проблема именно там.
Когда это случится, вы точно поймёте, в чём дело. Ни в коем случае не паникуйте. Выровняйте автомобиль и, постепенно снижая скорость, съезжайте на обочину.
Revo Knuckle (поворотный кулак особой конструкции от Ford).
Данная система подвески была использована на авто Mk 2 Ford Focus RS. Ее разработка дала возможность автопроизводителю предоставить клиентам переднеприводные хот-хэтчи высокой мощности, которые не страдали от потери управляемости из-за увода автомобиля в сторону. Те счастливчики, которым удалось прокатиться на этом автомобиле скажут вам следующее, что Mk 2 Ford Focus RS полностью все-же не избавился от надоедливого «бага», во время интенсивного разгона руль все-равно вел себя не совсем естественно, на 100% измененная подвеска и самоблокирующийся дифференциал не помогли в решении этой проблемы. Тем не менее это влияние было минимальным.
Интересный факт в разработке стойки подвески заключался в следующем, то что она (стойка) изначально была разработана для модельного ряда автомобиля Mondeo, который больше всего страдал от силового подруливания в своих мощных дизельных версиях. Компания «Форд» разработала свою систему подвески, которая смогла бы обрабатывать дополнительный крутящий момент без необходимости применения дифференциала повышенного трения. Хотя в автомобиле марки Focus RS как мы уже говорили, дополнительно был установлен дифференциал LSD из-за еще большего крутящего момента.
Как это работает? Давайте рассмотрим. Идея этой остроумной системы подвески заключалась в том, чтобы разъединить функции рулевого управления и подвески передней оси. Решением «Форда» стала установка «кулака» на каждом из передних колес для того, чтобы обеспечить движение рулевого колеса и отделить его от рычагов подвески.
«Toyota» еще в конце 1990 годов первой выпустила автомобили с подобной системой подвески, носившей название «Super Struts «, но более поздние системы от компаний «Ford» и «General Motors» получили большее свое распространение. Современный автомобиль Honda Civic Type R имеет у себя подобную установку, которая была разработана конкретно японским автопроизводителем. В компании «Нondа» она называется Dual Axis Strut Front Suspension и ее используют в передней подвеске с двумя опорными шкворнями и с электронно- регулируемыми амортизаторами.
Для улучшения показателей автомобиля на него также поставили и дифференциал ограниченного проскальзывания. Инженеры подсчитали, что силовое подруливание снижается примерно на 55%, если сравненивать ее с обычной подвеской.
Электрический усилитель руля
Данная система состоит из электродвигателя, механической передачи и системы управления. Особенность устройства – создание дополнительного усилия во время поворота руля, с помощью специального электрического привода. Во многих современных авто установлен именно такой усилитель.
Принцип действия основан на работе целого ряда датчиков, которые следят за положением руля и усилием, которое прилагает водитель транспортного средства. При получении определенного сигнала от системы, датчик передает его в блок управления, где происходит обработка сигнала и его передача к электромотору, помещенному в рейку рулевого колеса.
Особенность электрического усилителя руля заключается в том, что он обеспечивает идеальную управляемость автомобиля при движении на любых скоростях, резком возвращении колес в среднем положении или их удержании на этом месте.
Преимущества электрического усилителя:
заключаются в компактности, экономии топлива, простоте настройки и возможности регулирования, минимальном энергопотреблении, а также отсутствии гидравлических магистралей.
Из недостатков можно выделить:
вероятный отказ или отключение системы при возникновении внештатных ситуаций. Подобные неполадки вполне вероятны, в случае серьезных сбоев в работе блоков управления, плохом контактном соединении или при снижении напряжения в бортовой сети машины. В случае, если происходит сбой, на приборной панели должна загореться соответствующая лампа об имеющейся неисправности.
Электрогидравлический усилитель руля
Принцип работы данного устройства аналогичный тому, по которому работает описанный нами гидравлический усилитель. Но небольшие различия все-таки имеются. Здесь запуск гидронасоса осуществляется от электродвигателя, который питается от генератора. Таким образом, электрогидравлический усилитель руля работает не постоянно, а только при повороте рулевого колеса. Как следствие, можно рассчитывать на существенную экономию топлива.
Преимущества данной системы – информативность, эффективность, точность и возможность экономии топлива.
Недостатки аналогичные тем, что и у электроусилителя.
Так что же выбрать?
Если говорить об усилителях, которые пользуются популярностью у автовладельцев, то к таковым относятся гидравлические и электрические усилители. Остается сделать выбор между ними.
Гидравлический усилитель является более сложным устройством и занимает много пространства под капотом авто.
Электрический привод в этом отношении более компактен и выгоден. Его механизм проще, а, значит, надежнее. В нем нет различных жидкостей, шлангов, сальников и прокладок. Кроме этого, электроусилитель позволяет сэкономить топливо.
С другой стороны, электроусилители подходят не всем водителям, из-за отсутствия должной информативности. Кроме этого, мы уже упоминали о вероятном риске отключения системы, из-за сбоя в сети электроснабжения автомобиля. Но это небольшие недостатки на фоне общих преимуществ системы. Таким образом, именно за эффективными, простыми и экономичными электроусилителями будущее.
Популярные решения, используемые автопроизводителями для устранения силового подруливания на переднеприводных автомобилях
Силовое подруливание оно же паразитное подруливание, известно также и под термином «torque steering». Это главный враг всех мощных переднеприводных автомобилей. Со временем неприятный феномен вышел за пределы сегмента мощных хэтчей и распространился на другие части машин автомобильного рынка.
Давайте уточним конкретнее, что такое силовое подруливание? Если вы еще не испытывали на своем переднем приводе его воздействия, то значит у вашего автомобиля не очень большой крутящий момент. Чтобы это произошло, должны быть применены технические ухищрения для решения проблемы.
Паразитное силовое подруливание происходит в переднеприводных автомобилях, у которых двигатель имеет поперечную установку. Оно проявляется только тогда, когда транспортное средство подвергается сильному ускорению. Определить его присутствие можно через неприятный увод в стороны рулевого колеса, его самопроизвольное покачивание или рывки в момент, когда передние колеса машины пытаются достичь хорошего сцепления с дорогой, т.е. передать максимальный момент на дорожное покрытие и заставить автомобиль ехать быстрее.
Проще говоря, при паразитном подруливании руль автомобиля начинает жить в буквальном смысле своей собственной жизнью, он как-бы вырывается из рук водителя. Приятного при этом эффекте естественно мало.
Почему это происходит? Основные причины силового подруливания лежат в технической составляющей автомобиля. Точнее, из-за асимметричных углов приводных валов разного крутящего момента, выходящего на каждый из валов в геометрии, в отклонениях допусков подвески, в неравных тяговых усилиях вызванных разницей сцепления с поверхностью дороги, а также из-за неравномерного износа шин и других отличий использованных в приводах, например в различных их диаметрах.
Таким образом такое силовое подруливание может проявляться со временем еще и из-за изношенных втулок подвески или из-за шин, а также негативно влияет и само некачественное дорожное полотно. В этот же список можно включить и тюнинг двигателя, значительно поднявший его крутящий момент и мощность, ну и еще многие другие определенные факторы.
На протяжении многих лет автопроизводители искали и разрабатывали решения для уменьшения или полного устранения данного феномена на переднеприводных моделях с высокой мощностью. Мы с вами уважаемые читатели рассмотрим сегодня самые прогрессивные методы борьбы с данным явлением и объясним технологию а также различные технические решения, которые применяются в наше время большинством автопроизводителей, которые позволяют сделать их модели автомобилей приятными для вождения.
Виды подруливающих подвесок
Подруливающая подвеска может быть активной, или пассивной. Если первая работает за счет электроники, то вторая при помощи рычагов и тяг, а также законов физики. Рассмотрим каждую по отдельности.
Пассивная
Сама по себе тема достаточно большая и сложная. В общих чертах принцип работы пассивной подруливающей подвески можно описать следующим образом. В заднюю подвеску добавлены взаимно расположенные рычаги и специальным образом прикрепленные подушки и сайлент-блоки. Под воздействием на автомобиль боковых сил и при образовании крена в повороте, эти элементы обеспечивают эффект небольшого поворота колеса, даже показатель в несколько градусов значительно улучшает вхождение автомобиля в повороты.
Дифференциалы, управляемые электроникой.
Постоянно увеличивающаяся популярность «горячих хэтчбеков», которые должны достаточно хорошо управляться и обеспечивать надлежащие показатели мощности и крутящего момента, привели автопроизводителей к поиску решений регулирования крутящего момента. Одним из решений они видели использование в системе электронно-управляемых дифференциалов.
Концерн «Volkswagen» тоже использует у себя подобную систему. Немцы называют ее XDS XDS Electronic Differential Lock. Какое-то время назад они использовали на машинах функцию под названием EDL, а теперь система XDS стала ее эволюционным продолжением. Данная система оказалась более продвинутой, так как она действует на опережение, то есть не «ждет» пока колесо находящееся с внутренней стороны поворота начнет проскальзывать, имитируя тем самым для этого самоблокирующийся дифференциал.
Основа электронного дифференциала — это его датчики, они контролируют скорость каждого колеса по отдельности, а также скорость автомобиля, само положение дроссельной заслонки, угол поворота рулевого колеса и естественно передачу. Все параметры в реальном времени сравниваются с загруженными в компьютер значениями и когда электронная система определяет (согласно параметрам движения), что может произойти рулевое подруливание, то она тут-же активирует функцию XDS.
Данная XDS работает и активирует тормозную систему внутреннего колеса в повороте. Как объясняют в концерне «Volkswagen», уровень давления в системе колеблется от 5 до 15 бар. Система адекватно и четко срабатывает в большинстве таких случаев, по ощущениям ведет себя почти как «лайтовая» версия механического дифференциала повышенного трения. Тем не менее в дальнейшем это вызывает дополнительный износ передних тормозов, поэтому система не может выполнять свою задачу также качественно, как тот же механический LSD в высокопроизводительных вариантах автомобилей.
Типы привода отличаются в основном при пробуксовке шин
Если мы рассматриваем различия в типах привода с точки зрения попадания в экстремальные ситуации и поведения автомобиля в экстремальных ситуациях, сразу отмечу, что различия в типах привода в основном проявляются в скольжении автомобиля при пробуксовке ведущих колес, либо на грани скольжения. Пробуксовка возникает, когда сила тяги на ведущих колесах превышает силу сцепления шин с дорогой, то есть при передозировке газа. Это может произойти практически на любом автомобиле при движении по скользкой зимней дороге, либо при движении по асфальту на мощном автомобиле.
Разные приводы скользят по-разному
Задний привод в случае пробуксовки скользит задними шинами — отправляется в занос и пытается встать поперек дороги. Еще это называют потерей устойчивости или избыточной поворачиваемостью (oversteering). Передний привод, соответственно, скользит передними шинами — идет в снос и пытается проехать мимо поворота, что называется уже потерей управляемости или недостаточной поворачиваемостью (understeering). А с полным приводом дело обстоит сложнее и запутаннее: он скользит либо задними колесами, либо передними, либо всеми четырьмя, причем в зависимости от того, как ляжет фишка (под фишкой здесь и далее следует понимать техническое устройство «полного» привода – наличие и активация блокировки межосевого и других дифференциалов, работа «мозгов» автомобиля, которые отвечают за перераспределение крутящего момента между осями и т.д.). Отсюда и разное поведение машин в скольжении, и разные способы управления ими. Скольжение всех шин, кстати, называют сносом четырех колес или нейтральной поворачиваемостью.
На самом деле, понятие поворачиваемости более сложное, оно применимо не обязательно к скольжению шин, а тип поворачиваемости не всегда связан с типом привода. Но обсуждение этих вопросов выходит за рамки статьи, и, возможно, я напишу об этом позже.
Нет газа – нет и разницы
Теперь давайте представим, что мы на ходу включили нейтральную передачу и едем накатом. В этом случае машина с любым типом привода превращается в тележку, которая катится по инерции. Какая в этом случае разница, что за привод у машины? Правильно, никакой! Ведь это просто тележка, без привода. До тех пор пока мы не включим передачу и не дадим газу так, что ведущие колеса забуксуют.
Есть, конечно, и другие отличия между типами привода, они проявляются не обязательно в скольжении, но это уже нюансы, и об этом – ниже.
Honda Prelude 4WS – модель с уникальной механической системой подруливания задних колес
Не зря 80-е годы стали для японских автопроизводителей золотой эпохой. Как только в США и Европе поняли, сколько можно получить с японцев уникальнейших технологий и разработок по демпинговым ценам, так сразу начали вкладывать деньги в японское инженерное дело. Механизм был запущен. Разработки шли одна невероятней другой, а ручеек инвестиций превратился в полноводную реку, наполнявшую все высокотехнологичные отрасли. Японцы, конечно же, тоже были не в накладе. Придумывали всякие необычные интересные штуковины и для внутреннего рынка. О странных разработках мы уже писали, например, в данном материале:
Сегодня, правда, мы не будем освещать откровенно странные инженерные решения, а сфокусируем внимание на вполне пророческих. Например, система подруливания задних колес на модели Honda Prelude 4WS
Удивительна она тем, что впервые появилась в конце 80-годов, то есть лет за двадцать пять до того, как подобные варианты начали применяться в среде производителей гоночных автомобилей и люксовых спорткаров в Европе:
Несмотря на определенную архаичность (привод задних колес осуществлялся механическим способом) и невероятные по сегодняшним меркам углы поворота колес на задней оси, технология, реализация и ее история достойны, чтоб о них упомянуть.