В привычном понимании направление движения автомобиля изменяется при повороте рулевого колеса, которое передаёт усилие на передние колёса через несложный механизм, тем самым поворачивая их либо влево, либо вправо. Ну и задние колёса, конечно же, движутся исключительно параллельно, а как же ещё? Не выполняют же они никаких поворотов? Да, по большей части это правда, так как это относится к подавляющему числу автомобилей. Но на некоторые современные автомобили устанавливаются специальные устройства, которые приводят в действие механизм своеобразного подруливания задних колёс. Так зачем же изобрели такое нововведение и по какому принципу оно работает? Об этом и многом другом мы расскажем вам далее в данном материале.
Подруливающая подвеска – история создания
Нет предела совершенству, и поэтому на сегодняшний день приоритетным фактором в создании новых автомобильных систем является улучшенная управляемость. Хотя современные существующие системы управления автомобилем достаточно хорошо выполняют свои функции, неугомонные разработчики всё соревнуются в погоне за созданием дополнительных устройств, положительно влияющих на рулевое управление. К ныне имеющимся и всем знакомым относятся антипробуксовочные системы и системы .
Но ещё до всецелого внедрения всякого рода гаджетов и микропроцессоров в системы управления транспортного средства, существовали и другие разработки, технически не такие сложные, но полезные в плане улучшения управляемости. К таковым и относится система подруливания задних колёс.
Примеры наземных передвижных агрегатов с установленной системой подруливания задней оси можно было встретить ещё сотню лет тому назад. Данный принцип давно и успешно применяется в погрузчиках, которые работают в тесных складских помещениях, в цехах заводов и других местах. Такая система применялась ещё в конце тридцатых годов на сельхозтехнике и внедорожниках, например, в довоенном «проходимце» Mercedes Kübelwagen G5.
Типы подруливающей подвески на современных автомобилях
В первых системах подруливания задних колёс угол их поворота был внушительным и составлял около 15 градусов. Когда скорость выпускаемых транспортных средств начала существенно возрастать, такие большие углы пришлось урезать. В современных автомобилях угол подруливания достигает максимум 8 градусов. Задняя подруливающая подвеска подразделяется на два вида:
активную и пассивную.
Об этом подробнее далее.
Активная
У автомобиля, оборудованного системой активного подруливания задних колёс, поворачиваются сразу все четыре колеса с движением руля водителем. В современных машинах передача усилия через рулевое колесо осуществляется не посредством механики – рычажной системой, а через команду ЭБУ и втягивающие реле, которые ещё носят название актуаторов. Они двигают задние рулевые тяги, похожие на те, что используются в основной системе рулевого управления.
Активная подвеска функционирует в двух режимах подруливания.
Например, при выезде со стоянки или из гаража, в моменты поворачивания передних в одну сторону задние колеса поворачиваются в противоположную. Благодаря этому уменьшается радиус поворота на 20-25%.
На высоких скоростях рабочая схема изменяется. При повороте передних колёс задние подруливают, но с более меньшим углом. За тем, на какой угол поворачивать задние колёса, производит контроль электронный блок управления, руководствующийся показаниями датчика углового ускорения, а также датчика скорости и других. На основании показаний формируется оптимальный алгоритм прохождения поворота.
Наиболее известные системы подруливания задней подвески у японских производителей.
Например, компания Honda ввела опцию подруливания заднего моста ещё в 1987 году на спортивном купе модели Prelude. Годом позже фирма Mazda применила такую опцию на своих моделях 626 и МХ6.
Также с этой системой экспериментировали и американцы в General Motors, она носила название Quadrasteer. Она опционально ставилась на внедорожники Suburban и Yukon и на пикап Silverado.
У компании Nissan система подруливания называлась HICAS. На начале производства она приводилась в действие гидравлическим механизмом и была объединена с рулевым гидроусилителем. Её ставили на модели Nissan и Infiniti с задним приводом. Но в середине девяностых годов от такой системы отказались, так как она была сложной и не отличалась высокой надёжностью, и перешли на актуаторы.
В 2008 году концерн Renault-Nissan представил Renault Laguna с новой системой подруливания задней подвески Active Drive. Европейцы также не оставались осторонь. Например, компания BMW внедрила систему подруливания под названием Integral Active Steering на автомобили 7 series и 6 series Gran coupe.
Пассивная
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.
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.
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 , 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.
Приводные валы равной длины.
Поскольку поперечно расположенные двигатели как правило страдают от силового подруливания, одним из первых решений разработанных автопроизводителями стала установка на машину приводов равной длины. Для реализации этого решения и приходилось устанавливать двигатель в нестандартном положении, это в дальнейшем приводило к эффекту недостаточной поворачиваемости.
Но тем не менее, при данном подходе к вопросу существовали и другие новаторские решения. Например, с использованием промежуточного вала вместо более длинного приводного вала, который присоединяли к коробке передач с одной стороны и другого вала равной и такой же длины с ее другой стороны. Некоторые компании выпускали и пускали в продажу для вторичного рынка валы даже большей длины, которые производителями предлагались в качестве опции. Результаты в этом случае могли сильно отличаться и только лишь в худшую сторону. Так как точность изготовления этих тюнингованных валов должна была быть очень высокой, чтобы обеспечить надежность и дальнейшую безопасность.
Другие решения включали в себя установку короткого полого приводного вала и цельного монолитного вала. Но не все эти решения работали, так как их производительность могла быть ограничена в поворотах, или в случае высокой мощности и большого крутящего момента.
Revo Knuckle (поворотный кулак особой конструкции от Ford).
Данная система подвески была использована на авто Mk 2 . 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 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. 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 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 и » » получили большее свое распространение. Современный автомобиль имеет у себя подобную установку, которая была разработана конкретно японским автопроизводителем. В компании 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.
