Задняя подруливающая подвеска, разновидности и принцип работы

Многие современные автомобили оборудуются упрощённой системой подруливания задних колёс. В заднюю подвеску встраиваются элементы, обладающие определёнными физическими свойствами, противодействующими инерции прямолинейного движения. Такой тип подруливания называется пассивным. В таких автомобилях задняя подвеска проектируется по особой геометрии с применением подвижной тяги Уатта.

Система строится таким образом, что при наборе достаточной скорости и вхождении в поворот, задние колёса подруливают в ту же сторону, что и передние, за счёт перераспределения сил в подвеске.

Кроме необычной геометрии, усиление эффекта происходит и за счёт установки сайлентблоков определённой упругости и формы. Такая конструкция положительно влияет на стабилизацию автомобиля при прохождении виражей.

Такой системой оснащался Ford Focus в первом поколении.

На самом деле данный принцип не является неким новаторским технологическим решением, так как за последние пару десятилетий инженерами учитывались подруливающие свойства. Но некоторые производители, такие как Ford, уделили особое внимание данным свойствам и выделили конструкцию в одну особую систему.

Преимущества и недостатки

И в завершение оговорим основные плюсы и минусы подруливающей задней подвески. К положительным сторонам относится увеличение манёвренности благодаря меньшему поворотному радиусу и улучшение управляемости автомобиля. Наиболее серьёзным минусом считается более сложная конструкция системы задней подвески, что влияет на стоимость автомобиля и увеличивает затраты на ремонт.

Источник - https://auto.today/bok/4273-zadnyaya-podrulivayuschaya-podveska.html

Задняя подруливающая подвеска автомобиля как одна из основных опций, обеспечивающих управляемость

Совершенствование системы управления автомобилем не прекращается на протяжении всей истории автомобилестроения.

Для создания комфортного и безопасного вождения на современных авто устанавливают всевозможные усилители руля, системы курсовой устойчивости, антипробуксовичные устройства ABS и многое другое, что активно или пассивно участвует в поддержании устойчивости машины на дороге.

Этой же цели служит и задняя подруливающая подвеска, история создания которой насчитывает не один десяток лет – впервые такую конструкцию применили на довоенном джипе Mercedes Kubelwagen G5.

Для чего нужны подруливающие колеса

Изначально подруливающие колеса устанавливались на погрузчиках для того, чтобы улучшить их маневренность в тесных складских помещениях. Из этих же соображений стали ставить такие механизмы и на автомобили, радиус разворота которых на малых скоростях уменьшился почти вдвое.

Дальнейшее совершенствование системы подруливания задних колес позволило использовать её и при прохождении поворотов на больших скоростях – это значительно повысило устойчивость машины.

Как работает

Принцип работы системы, предназначенной для улучшения маневренности, основан на том, что в момент поворота передних колес в одну из сторон, задние подруливают в противоположную, занося, тем самым, заднюю часть машины и уменьшая радиус разворота.

На больших скоростях задние колеса могут синхронно с передними поворачиваться в одну сторону, что позволяет срезать траекторию движения автомобиля, или выворачиваться в противоположное направление, занося при этом зад машины. В обоих случаях цель преследуется одна – улучшить устойчивость машины на повороте, за счет уменьшения опрокидывающего момента, вызванного значительной боковой нагрузкой на задние колеса при этом маневре.

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.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом автомобилей, оснащённых системой подруливания задней подвесной системы, являются увеличение маневренности за счёт уменьшения радиуса разворота и улучшение управляемости на больших скоростях.

Существенным недостатком этой системы можно считать сложность конструкции задней подвески, что ведёт к удорожанию автомобиля и увеличению расходов на ремонт.

На каких автомобилях встречается

Наиболее популярна эта система у японских производителей. Активную заднюю подруливающую подвеску компания Honda впервые установила на спортивном авто Prelude ещё в 1987 году, а через год фирма Mazda оснастила ею свои модели 626 и МХ6.

Есть такие устройства и у компании Nissan. На начальном этапе они приводились в действие гидравликой и объединялись с гидроусилителем руля. Устанавливали их на авто Nissan и Infiniti с задним приводом, но из-за сложности и ненадёжности конструкции вынуждены были от них отказались и перейти на актуаторы.

Используют её и европейцы. Компания BMW установила системы подруливания на 6 и 7 сериях. Ставит на свои авто её и фирма Renault.

Пассивная система подруливания задних колёс используется в Ford Focus, Peugeot, Toyota.

Несмотря на удорожание автомобиля, в связи с установкой на нём опции по изменению направления движения задних колес, улучшенная маневренность и высокая безопасность прохождения поворотов на большой скорости, которые она даёт, стоят того.

Источник - https://drivertip.ru/pravo/kak-rabotaet-zadnjaja-podrulivajushhaja-podveska-avtomobilja.html

Как работает задняя подруливающая подвеска

         Современная система рулевого управления автомобиля представляет собой комплексный и одновременно простой механизм, достигший совершенного уровня конструкции. Несмотря на это, производители пытаются создавать различные опции, способствующие еще большему упрощению процесса вождения.

К устройствам, облегчающим управление и помогающим справиться с экстремальными ситуациями на дороге, относятся: рулевые электро- и гидроусилители, механизм курсовой устойчивости, ABS, подруливающая задняя подвеска и другое оборудование.

Подруливающие колеса – предназначение

Соблюдение прямолинейности движения задних дисков на различных скоростях сильно влияет на всю управляемость машиной в целом, особенно при совершении маневров. Подруливающая подвеска призвана снизить сопротивляемость задних колес, которые всегда стремятся сохранить свою первоначальную траекторию.

Типы подруливающих подвесок 

Приспособление изготавливается в двух вариантах – активном и пассивном. В первом случае, работа устройства обеспечивается электроникой, тогда как во втором – процесс протекает за счет механических усилий рычагов и тяговых элементов. Рассмотрим подробнее каждый из этих видов

Активная подруливающая задняя подвеска

Такая система считается более современной и эффективной. Соответственно стоимость активного механизма подруливания тоже выше. Она снабжена актуаторами, управляемыми электроникой. Компоненты обеспечивают поворотливость задних колес. При функционировании агрегата реагирование на поворот руля происходит одновременно всеми колесами.

Данный вид подвески обладает несколькими режимами, что значительно облегчает управление автомобилем и повышает его устойчивость.

Пассивная подруливающая подвеска

Подобное приспособление имеет достаточно сложную конструкцию. Простыми словами, в заднюю подвеску прикрепляются рычаги, подушки и сайлентблоки. Их расположение находится в особом порядке.

Такая схема позволяет элементам реагировать на боковые силы и крен в повороте, улучшая тем самым вхождение колеса в поворот.

Когда машина направлена прямо, задние диски находятся в нейтральном состоянии, а подвеска действует лишь в вертикальном положении.

Плюсы и минусы подруливающих колес

Среди достоинств системы специалисты отмечают – повышение маневренности и эффективности управления транспортом. К недостаткам относится стоимость комплектации и необходимость проведения дополнительного ремонта автомобиля в случае поломки.

Warning: getimagesize(/home/g/godf1989ma/public_html/wp-content/uploads/2017/07/remont-ebu.jpg): failed to open stream: No such file or directory in /home/g/godf1989ma/public_html/wp-content/themes/dt-the7/inc/extensions/aq_resizer.php on line 97

Warning: getimagesize(/home/g/godf1989ma/public_html/wp-content/uploads/2017/07/remont-ebu.jpg): failed to open stream: No such file or directory in /home/g/godf1989ma/public_html/wp-content/themes/dt-the7/inc/extensions/aq_resizer.php on line 97

Источник - http://autotrik.ru/novosti/kak-rabotaet-zadnyaya-podrulivayushhaya-podveska/

Многорычажная подвеска (Multilink)

Схема подвески multilink с А-образным верхним рычагом

Многорычажная подвеска, или Multilink, – это результат усовершенствования двухрычажной независимой подвески легкового автомобиля. В отличие от стандартного исполнения, направляющие элементы  представляют собой не единые V-образные рычаги, а отдельные независимые друг от друга детали.

Их количество обычно  варьируется от трех до пяти элементов. При изготовлении учитываются особенности конструкции остальных элементов подвески и их взаимодействие. Благодаря схеме Multilink ступичный узел получает дополнительные точки крепления и повышенную подвижность, что значительно улучшает ходовые качества и общую управляемость автомобиля.

История появления

Первый автомобиль с подвеской Multilink — Porshe 928 1979 года выпуска

Впервые многорычажная конструкция подвески была применена на спортивном купе Porshe 928 в 1979 году. В 1982 году модернизированная схема была использована на модели Mercedes 190.

Особенность работы многорычажной конструкции подвески обеспечила автомобилю отменное прохождение  поворотов. Этого удалось достичь путем создания эффекта подруливания нагруженного заднего колеса на несколько градусов внутрь поворота.

Позже многорычажую подвеску стали использовать и остальные автопроизводители.

Элементы многорычажной подвески

Устройство передней подвески

Передняя подвеска Multilink состоит из следующих элементов:

• Поперечные рычаги: обеспечивают вертикальные перемещения колеса и изменение угла наклона ступичного узла в горизонтальной плоскости. В зависимости от схемы расположения, поперечные рычаги могут также  ограничивать и продольные перемещения.
• Реактивные тяги: ограничивают перемещение ступицы в продольном направлении. Применяются преимущественно на задней многорычажной подвеске, в передней используются для усиления конструкции.
• Пружины: обеспечивают упругую связь подвески с кузовом автомобиля.
• Амортизаторы: предназначены для гашения колебаний.
• Стабилизатор поперечной устойчивости: компенсирует крены кузова при прохождении поворотов.

Передняя многорычажная подвеска Audi Q5

Наличие шаровых опор в креплениях рычагов и ступицы позволяет осуществлять поворот колеса. Верхние рычаги нередко делаются регулируемыми по длине, что дает расширенные возможности для настройки параметров углов установки колес.

Устройство задней подвески

Задняя многорычажная подвеска Honda Accord

Многорычажная подвеска для задней оси имеет аналогичную конструкцию, кроме возможности поворота ступицы (исключение – подруливающая задняя подвеска).

Самая простая схема включает в себя два поперечных и один продольный нижний рычаг. Роль верхней опоры выполняет амортизационная стойка, соединенная со ступицей колеса.

Данная конструкция подвески Multilink отличается относительной простотой и доступностью производства.

Источник: https://TechAutoPort.ru/hodovaya-chast/podveska/mnogorychazhnaya-podveska-multilink.html

Подруливающие задние колеса

Если мы скажем о том, что все производители автомобилей работают над тем, как улучшить управляемость выпускаемых ими машин, вряд ли сможем вас чем-то удивить.

Но уверяем, что можем рассказать вам о некоторых интересных и необычных проектах по модернизации управляемости автомобиля, которые все же повергнут вас в восхищение.

Одним из таких проектов является подруливающие задние колеса автомобиля.

История появления данной опции

Человечество всегда было озабочено вопросом, как же упростить управление автомобилем, сделать машину более маневренной, устойчивой на дороге? Одним из способов решения является установка электронных систем: курсовой устойчивости, система торможения и т.д.

Но это не оказывало столь значительного эффекта. Поэтому инженеры пошли по другому пути – модернизации рулевого управления. К слову, подруливающие задние колеса не являются революционной новинкой.

Самый простой пример – это обычный погрузчик на складах. В условиях ограниченного пространства он обладает высокой маневренностью, благодаря наличию все тех же подруливающих задних колес. Появление этой технологии на серийных автомобилях было замечено в начале 90-х годов. Впервые такую технологию опробовали на автомобилях японского производства.

Принцип работы системы подруливания задних колес

Вполне логично, что при повороте передних колес, задние подруливают не путем механической передачи усилия, а благодаря работе электронного блока. Изменение расположения задних колес возможно благодарю наличию механизма, используемого в основном рулевом управлении – перемещаемые тяги. В остальном, каких-либо конструктивных особенностей не имеется.

Что касается принципа работы, то подруливающие колеса имеют два режима:

• Первый предназначен для езды на небольших скоростях, к примеру, езда по парковке, или при заезде в гараж;
• Другой, служит для улучшения управляемости при поворотах на высоких скоростях.

В первом случае, когда автомобиль двигается медленно, при повороте передних колес влево, задние поворачиваются в противоположную сторону. Это обеспечивает меньший диаметр разворота, и возможность легко маневрировать даже в очень тесных условиях.

Что касается работы на высоких скоростях, то здесь ситуация иная – при повороте руля влево, задние колеса тоже поворачиваются влево. Благодаря этому снижается крен автомобиля при резком повороте, повышается его устойчивость.

Разумеется, что блок управления осуществляет поворот колес на определенный угол, в зависимости от скорости движения автомобиля. Это способствует максимально комфортному вхождению в поворот, без малейшего риска потери управления.

Подруливающие задние колеса: на каких авто можно встретить?

На сегодняшний день данную систему активно осваивают многие японские производители, как родоначальники системы. В частности, технология установлена на некоторых моделях автомобилей Хонда, Мазда, Ниссан. С недавних пор к этому числу присоединились и подруливающие задние колеса infiniti.

Осваивают данную систему и американские производители и даже французские. Разумеется, каждая из компаний производит определенного рода усовершенствование, но общий смысл работы и назначения не меняется. Не могли не принять вызов и немецкие производители.

Поэтому подруливающие задние колеса BMW тоже стали известны на весь мир.

Достоинства и недостатки подруливающих задних колес

Несомненно, к числу преимуществ этой опции необходимо отнести уменьшение радиуса разворота автомобиля. Как правило, наличие подруливающих задних колес позволяет уменьшить радиус до 20-25%. Это значит, что даже габаритный внедорожник сможет разворачиваться так же легко, как малолитражка.

Опция лучшим образом влияет и на безопасность, потому как задние колеса не создают сопротивление передним в момент поворота, а наоборот, движутся по их траектории. В результате, автомобиль намного мягче входит в поворот, его не заносит, не кренит в сторону. Наконец, система удобна и в городских условиях, когда часто возникает необходимости протиснуться между машинами.

Среди недостатков, можно отметить следующие нюансы: при высоких скоростях автомобиль будет очень остро реагировать на малейший поворот руля.

Тем не менее, если автомобиль оснащен электроусилителем, то при наборе скорости чувствительность руля будет снижаться. Второй недостаток – это более сложная конструкция задней подвески, что влияет на увеличение стоимости ремонтных работ.

К тому же, задняя подруливающая подвеска требует более качественных сайлентблоков, которые тоже стоят не дешево.

Так или иначе, но система весьма перспективная,  поэтому она и дальше модернизируется, а не отходит на второй план.

Источник: http://pro-tachku.ru/pro-avtoservis/podrulivayushhie-zadnie-kolesa.html

Подруливающие задние колеса

История появления подруливающих задних колес

Совершенствование такого важного параметра, как управляемость, остается одним из приоритетных направлений при разработке новых автомобилей. Современные системы рулевого управления неплохо справляются со своими функциями, и разработчики в погоне за управляемостью, чаще всего идут по пути создания дополнительных устройств, не имеющих отношения к рулевому управлению .

К этим устройствам можно отнести антипробуксовочные системы и другие автоматитческие системы управления курсовой устойчивостью.

Однако еще до массового внедрения микропроцессоров в системы управления автомобилем существовали разработки позволявшие улучшить управляемость. К ним относятся и подруливающие задние колеса.

Подруливающие задние колеса и теория прохождения поворота

Даже при наличии самой прогрессивной конструкции подвески, к примеру, многорычажной, при движении на высокой скорости серьезным фактором, влияющим на управляемость, становится инерция прямолинейного движения задних колес, сопротивляющихся повороту. При повороте рулевого колеса, когда передние колеса начинают двигаться влево или вправо в направлении поворота, задние неуправляемые колеса пытаются оставаться на прежней траектории.

В самых ранних системах — к примеру, на тракторах двадцатых годов прошлого века, угол подруливания был большим — до 15 градусов. С повышением максимальной скорости от таких больших углов пришлось отказаться. В современных автомобилях системы подруливающих колес обеспечивают поворот максимум на 5-8 градусов.

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.

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 (Рис. 1).

Рис. 1. Пассивная подруливающая подвеска

При прямолинейном движении транспортного средства, задние колеса принимают нейтральное положение, подвеска продолжает работать только в вертикальном направлении. Различные модификации пассивно подруливающей подвески присутствуют в таких автомобилях, как Ford, Peugeot, Toyota и ряде других.

Здесь все устроено таким образом, что на поворот руля реагируют сразу все 4 колеса.

Угол поворота рассчитывается электронным блоком управления, который, в свою очередь, руководствуется показаниям всевозможных датчиков, и высчитывает оптимальный угол.

Рис. 2.  Автомобиль с активной подруливающей подвеской

Кроме того, такая подвеска имеет несколько режимов работы. На малых скоростях, когда водитель маневрирует на парковке и других ограниченных пространствах, задние колеса выворачиваются в противоположную сторону от передних (крутим руль вправо, задние подруливают влево (Рис. 2). Благодаря этому автомобиль становится значительно маневренней, радиус поворота сокращается на четверть.

На высоких скоростях все меняется, и система переключается на режим, когда задние колеса поворачивают в сторону поворота передних колес, обеспечивая оптимальные условия для вхождения в поворот.

Сегодня активными системами могут похвастаться Renault (Active Drive), BMW (Integral Active Steering), Nissan, Infiniti, AUDI (All Wheel Steering).

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ:

В завершение отметим плюсы и минусы подруливающих колес:

• к положительным сторонам можно отнести увеличение маневренности за счет меньшего радиуса поворота, улучшение управляемости транспортного средства;
• самым серьезным минусом можно считать усложнение конструкции подвески, что ведет к ее удорожанию, а также увеличивает расходы на ремонт.

BMW Integral Active Steering

Интегральное активное рулевое управление (Рис. 3) — следующий этап развития уже знакомой системы активного рулевого управления, известного по более ранним кузовам БМВ.

Рис. 3. Компоненты интегрального активного рулевого управления

Основные функции системы:

1. Расширение активного рулевого управления (AL) функцией подруливания задними колесами HSR;
2. Переменное передаточное отношение (перекрывание угла поворота колес);
3. Свободный выбор угла поворота задних колес (steer by wire);
4. Сервотроник;
5. Функции стабилизации движения;
6. Сокращение тормозного пути при торможении на покрытиях с различными коэффициентами сцепления.

Блок управления ICM (Система Integrated Chassis Management (ICM) или система интегрального управления ходовой частью предназначена для объединения и согласования работ всех систем привода и ходовой части) считывает следующие внешние сигналы, необходимые для интегрального активного рулевого управления:

• Угловые скорости колес (4 сигнала), поступают по шине FlexRay от DSC;
• Угол поворота рулевого колеса, поступает по шине FlexRay от блока SZL;
• Состояние исполнительных устройств AL и HSR, передача через Flexray.

Функциональные диапазоны интегрального рулевого управления

• Диапазон низких скоростей

Переменное передаточное отношение активного рулевого управления уменьшает количество оборотов рулевого колеса, необходимых для перемещения передних колес из одного крайнего положения в другое, примерно до двух.

В диапазоне низких скоростей (до 60 км/ч) к переменному передаточному отношению на переднем мосту добавляется подруливание задними колесами с поворотом в противоположную сторону.

Это улучшает манёвренность автомобиля (Рис. 4).

Рис. 4.  Подруливание задних колес на малых скоростях

При прохождении поворота автомобиль поворачивается вокруг так называемого мгновенного центра вращения „M“. У обычных автомобилей он находится на продолжении заднего моста. При подруливании задними колесами на скорости до 60 км/ч они поворачиваются в направлении, противоположном повороту (Рис. 5).

Результатом подруливания задними колесами становится смещение точки вращения к центральной оси автомобиля при тех же затрачиваемых водителем усилиях. В плане маневренности и динамики эта картина соответствует автомобилю с более короткой колесной базой.

• Диапазон высоких скоростей

С увеличением скорости движения вмешательство активного рулевого управления, а именно передаточное отношение рулевого управления, уменьшается.

При этом изменяется стратегия интегрального активного рулевого управления.

В то время как на низких скоростях задние колеса поворачиваются в сторону, противоположную направлению поворота, на высоких скоростях они поворачиваются в одном направлении с передними колесами (Рис. 6).

Рис. 6. Подруливание задних колес на высоких скоростях

Мгновенный центр вращения уходит назад, что соответствует автомобилю с более длинной колесной базой и обеспечивает стабилизацию при прямолинейном движении. Радиус поворота становится больше. За счет соединения с активным рулевым управлением на переднем мосту образуется дополнительный угол поворота, и радиус поворота, а также необходимый поворот руля остаются на привычном уровне.

В итоге, благодаря координации вмешательств активного рулевого управления на переднем и заднем мостах перестроение происходит увереннее без ущерба для маневренности.

Объединение активного рулевого управления с подруливанием задними колесами дает преимущество во всех скоростных режимах.

Стабилизация с помощью интегрального активного рулевого управления при недостаточной поворачиваемости.

При быстром перестроении все автомобили „грешат“ рысканьем и рискуют попасть в траекторию с избыточной поворачиваемость.

Если регулятор динамики ICM распознает отклонение режима движения от задаваемого водителем значения, то он инициирует определенную коррекцию управления передними и задними колесами. Быстрая стабилизирующая коррекция динамики практически незаметна для водителя.

Если водитель на высокой скорости слишком поздно войдет в поворот, то из-за недостаточной поворачиваемости он рискует не вписаться в него (Рис. 7).

Рис. 7. Недостаточная поворачиваемость

Интегральное активное рулевое управление с подруливающими задними колесами может теперь корректировать динамику и при недостаточной поворачиваемости, что дополнительно повышает активную безопасность.

Стабилизация с помощью интегрального активного рулевого управления при µ-раздельном торможении (торможение на покрытиях с различным коэффициентом трения)

При резком торможении на дороге, одна половина которой скользкая, автомобиль начинает рыскать, уклоняясь от курса в сторону с менее скользким покрытием.

При таком, так называемом, раздельном торможении регулятор динамики создает стабилизирующий момент вращения автомобиля вокруг вертикальной оси за счет поворота задних колес в сторону, противоположную направлению поворота передних колес.

AUDI All Wheel Steering

Источники:

Задняя подруливающая подвеска, разновидности и принцип работы

https://www.drive2.ru/b/451833309392013121/

https://www.drive2.ru/l/8982234/

Источник: http://www.autoscience.ru/blog/podrulivajushhie_zadnie_kolesa/2017-12-11-195

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-авто
2 – 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?

Источник: https://veddro.com/2014/08/podrulit-zadkom/

Зачем современным машинам задние подруливающие колеса – Колеса.ру

Когда японские машины считались самыми-самыми продвинутыми, легенды доносили о том, что в Стране восходящего солнца есть машины, у которых поворачиваются все четыре колеса. Потом в суете обновок те времена как-то забылись.

Бурное начало девяностых годов прошло, и в серийном производстве остались только самые нужные из технических решений той поры.

Но сейчас интерес к полноуправляемым шасси снова растет, правда, уже на ином техническом уровне, без дополнительных рулевых валов и с заметно упростившейся задней подвеской.

И ладно бы только на Porsche 911 GT3 или Lamborghini Aventador — но ведь на обычном Renault Espace тоже внедряют поворачивающиеся задние колеса. В чем смысл такого технического решения, и ради чего шли на такие сложности производители? И почему о технологии забыли до недавнего времени?

Зачем нужна управляемость

Настройка управляемости всегда считалась очень сложной работой, а машины с идеальным балансом попадали в число лучших. Шасси современных машин, на первый взгляд, мало изменилось в сравнении с восьмидесятыми годами, но отличие есть. И оно отлично себя проявляет, если взглянуть на достигаемые машинами скорости на маневре «переставка» или на гоночной трассе.

Современный семейный хэтчбек способен опередить большую часть суперкаров тридцатилетней давности на автодроме, и не в последнюю очередь за счет тонкой настройки управляемости и отличной «цепкости» шасси. Конечно, и резина, и эластичность моторов тоже играют свою роль, но сейчас в первую очередь поговорим о геометрии.

Нет, речь вовсе не о школьном предмете — я про геометрию шасси. Это набор параметров, описывающих изменения в положении элементов шасси при изменении нагрузки. Суть фокуса в том, что при прохождении поворотов машина наклоняется, да и дорога имеет свой профиль. При правильном расчете параметров геометрии шасси покрышки всегда имеют оптимальный для данных условий контакт с дорогой.

Задача повысить площадь контакта колес с дорогой не так проста, как кажется.

Конечно же, можно «зажать» подвески и сделать перемещения меньше. Это полезно со многих точек зрения, и часто так и поступают, но ведь перемещения можно использовать для благого дела. Например, чтобы колеса в повороте поворачивались сами. Если сложно рассчитать перемещения, то можно немножко подыграть им, поставив рулевое управление и на заднюю ось, создав полноуправляемую машину.

А можно задать перемещение с помощью усложненной подвески — например, многорычажной, которая позволяет настраивать геометрию движения колеса в очень широких пределах и сохранять эти параметры при износе элементов длительное время.

Статьи / Практика

Зачем нужна диагностика? Начнём с простого вопроса: почему иногда нужно проверять подвеску? Первый случай – хрестоматийный. То есть что-то внизу стучит, лязгает, щёлкает, а иногда – грохочет и отдаёт в руль и пятую…

41788 4 29 09.01.2017

Если вы не гонщик, это не означает, что управляемость для вас не важна.

Просто в вашем случае этот термин означает совсем иной набор предпочтительных параметров, нежели идеальная точность и быстрота реакций.

Собственно, активная безопасность машины во многом зависит от ее управляемости, и потому над этими параметрами конструкторы автомобилей работают много и продуктивно. А какое отношение это имеет к геометрии шасси?

Как машина поворачивает

Казалось бы, чего проще: повернул передние колеса — и машина повернула. Но на практике все заметно сложнее. Для начала даже на стоящей машине повернутся не только передние колеса. Поскольку у передней подвески есть угол кастора, то передние колеса при повороте поднимутся, каждое на свою высоту. На сколько — зависит от ширины и твердости резины, геометрии подвески и так далее.

Машина в результате получит некоторый крен, в зависимости от высоты центра крена передней и задней подвесок и положения центра масс в этот момент. Задние колеса или даже неразрезной задний мост тоже повернутся — просто в силу того, что при любом изменении положения кузова колеса не просто ходят вверх-вниз, а тоже чуточку, но поворачивают.

В динамике к этой куче параметров добавятся кренящий момент от центра масс машины и уводы резины. Среди всех параметров, которые необходимо рассчитать, для нас наибольшее значение будет иметь мгновенный центр поворота и радиусы поворота передней и задней осей и центра масс.

Но на рисунках для примера рассмотрена более простая ситуация, чтобы не наводить путаницы.

На первый взгляд, если доворачивать задние колеса в противоположную от передних сторону, то уменьшается радиус поворота машины. Это важно с точки зрения удобства эксплуатации и маневренности. Чем меньше радиус, тем удобнее. Но машины ездят не только на скоростях погрузчиков в торговом центре, так что приходится учитывать и другие факторы.

А что если поворачивать колеса в ту же сторону, что и передние? На первый взгляд, бессмыслица: машина «поедет боком» по большому радиусу, если задние колеса повернуты на меньший угол, чем передние. Сам по себе больший радиус поворота означает, что станет меньше перераспределение нагрузок между правыми и левыми колесами, а значит лучше сцепление колес с дорогой и комфорт.

Но при повороте задних колес в сторону поворота еще и уменьшается угол увода задней оси, а значит, и склонность к избыточной поворачиваемости. Если совсем просто – машина становится более устойчивой к возникновению заноса.

На высоких скоростях это крайне важно.

Схожий эффект можно было бы получить простым увеличением колесной базы. Но размеры машин ограничены — зато с помощью изменения угла поворота задних колес можно получить желаемое, не увеличивая габаритов. А для короткобазной машины это просто спасение: можно сохранить сочетание устойчивости на дороге, характерное для больших машин, не отказываясь от хорошей поворачиваемости.

Не только управлением

Для устойчивости на дороге заднее колесо в повороте должно поворачиваться в сторону поворота передних, а для лучшей маневренности – в противоположную. Если с маневренностью особых сложностей нет, то можно использовать для доворота колес особенности движения машины в повороте. Например, наличие крена. При сжатии подвеска будет доворачивать колесо, и мы получим желаемое.

Статьи / История

Специалисты-подвесочники могут рассказать множество интересных примеров из практики, а мне придется ограничиться лишь кратким рассказом о том, почему жестче не всегда цепче, а мягче не всегда…

73983 0 37 05.03.2015

Но тут есть две проблемы. Во-первых, подвеска таким же образом реагирует на изменение нагрузки, а хотелось бы, чтобы управляемость меньше зависела от нагрузки и больше от собственно крена и боковых усилий. Во-вторых, на заднеприводных машинах очень соблазнительно привязать поворот колес к вектору тяги.

Именно многорычажная подвеска позволила получить тот же эффект, что и принудительный поворот задней оси, и отказаться от применения сложных систем принудительного поворота на четверть века. Система рычагов в такой подвеске задает сложную траекторию движения колеса в зависимости от продольной, поперечной и вертикальной нагрузок.

Можно довольно точно настроить геометрию шасси с учетом того, как машина будет вести себя при появлении значительных боковых сил, при разном соотношении вертикальной и поперечной нагрузок.

Для заднеприводных машин это оказалось серьезным подспорьем в борьбе за лучшую управляемость с самого начала, а переднеприводные примерили подобные технологии чуть позже, с ростом массы, нагрузок и требований уже к их управляемости.

Первые полноуправляемые легковушки

Машины с двумя управляемыми осями создавали вовсе не для отличной управляемости. Такие машины вообще не ездили по шоссе на большой скорости, потому что это были вездеходы. Например, знаменитый Unimog – универсальное шасси повышенной проходимости имеет все четыре управляемых колеса. Разумеется, для того, чтобы лучше ехать по бездорожью и маневрировать в ограниченном пространстве.

На фото: Mercedes-Benz Unimog U 1000

Японские машины начала 80-х годов по сложности конструкции недалеко от них ушли. На Honda Prelude 1987 года была задняя рулевая рейка и вал, связывающий ее с рулевым колесом, и система работала в зависимости от угла поворота колес.

На малых углах поворота задние колеса поворачивались в ту же сторону, что и передние, а при больших — в противоположную. Даже в таком виде эффект оказался достаточным, чтобы подобную технологию внедрили и другие японские производители.

На фото: Honda Prelude 1987

Только на следующих поколениях привод задней рулевой рейки стал уже электрическим, а угол поворота зависел и от скорости, на которой совершался маневр. Впрочем, от валов и рейки избавиться не догадались.

Конструкции оставались сложными, массивными, объемными и дорогими. Как итог — машины с ними не снискали особой популярности и продавались только на внутреннем японском рынке.

Во всем остальном мире безоговорочное лидерство захватили многорычажные подвески.

Почему снова появляются полноуправляемые шасси

Самый очевидный ответ на этот вопрос — снижение цены на приводные механизмы и электронику управления и развитие систем устойчивости и безопасности.

На новом технологическом уровне отказались от задних рулевых трапеций и реек. Многорычажные подвески обеспечивают уже достаточный угол доворота колес для реализации нужного эффекта.

Осталось оснастить их вместо рычага, отвечающего за доворот колеса, активным электрическим или гидравлическим приводом.

Не удивлюсь, если подобные системы в ближайшее время будут массово внедряться на машинах от С-класса и выше, причем в сочетании с упрощенной геометрией задней подвески — например, не с многорычажками, а со скручиваемой балкой.

Экономический смысл в этом определенно есть, ведь можно получить управляемость, как у более дорогих машин, при меньших затратах. Да и еще один сложный и дорогой изнашиваемый узел «лишним» не будет.

Ведь производители авто, кажется, взяли обязательство сделать машину одноразовой.

Источник: https://www.kolesa.ru/article/chetyre-na-chetyre-zachem-sovremennym-mashinam-zadnie-podrulivayushhie-kolesa