Idea da fare ruote posteriori gestito è un vecchio ben dimenticato. Infatti, rendere sterzanti le ruote posteriori risale ai tempi dei carri di legno (i cosiddetti carri senza cavalli). Ma l'azienda nel suo nuovo modello 911 GT3 ha deciso di richiamare la vecchia idea e, utilizzando moderne tecnologie, dota la tua novità di ruote posteriori sterzanti.

Perché i carri ai vecchi tempi avevano le ruote posteriori sterzanti? Di norma, la maggior parte dei carri veniva utilizzata campagna per agricoltura, in cui la rilevanza di un'inversione o svolta limitata è più importante che mai. Nella nuova vettura sportiva unica GT3, il sistema di controllo ruote posterioriè uno sviluppo unico dell'azienda tedesca.

Dall'avvento informazioni ufficiali riguardo al nuovo prodotto, le controversie su come l'azienda ha implementato il sistema di sterzatura delle ruote posteriori non si sono placate, poiché non è stato presentato un comunicato dettagliato sul sistema. Oggi il nostro vi propone due video dettagliati video da cui imparerai a girare insieme alle ruote anteriori e posteriori, che aiutano auto sportiva non solo affronta le curve con facilità, ma aumenta anche la dinamica durante l'accelerazione.

In generale, l'idea di dotare le ruote sterzanti posteriori è soluzione perfetta per un'auto sportiva. Sarebbe sciocco se un tale sistema apparisse sulle tradizionali city car. Certo, nuova tecnologia ha una maggiore complessità nel design, che aumenta il rischio riparazione complessa in caso di rottura, ma per chi acquista auto simili, pensiamo che per loro le sensazioni inesprimibili che questa potente vettura sportiva può dare siano più importanti della complessità tecnica del design.

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Aiuto 1GAI.RU: Sistema di controllo delle ruote asse posteriore Porsche - Si tratta di un sistema elettromeccanico di regolazione della ruota posteriore. Questo sistema consente all'auto di compiere curve di qualsiasi complessità a diverse angolazioni.

Su no alte velocità Le ruote posteriori sono regolate fuori sincrono con le ruote anteriori per garantire stabilità in curva. In alta velocità entrambe le ruote anteriori e posteriori girano in sincronia. A causa di una sorta di modifica per un breve periodo delle dimensioni del passo, un'auto dotata di questo sistema è più dinamica e stabile su strada. Durante le competizioni sportive, il sistema di sterzo della ruota posteriore consente di superare i rivali in curva con un vantaggio.

E in curva, dipende in gran parte dalla direzione dell'asse posteriore che segue la carreggiata anteriore. Ciò è necessario per ridurre l'angolo di sterzata dell'auto e l'usura dei suoi pneumatici. L'uso di un asse posteriore controllato consente di ridurre l'accelerazione laterale quando si gira l'auto, aumentandone la stabilità. Migliora significativamente la manovrabilità del veicolo

• In primo luogo, la sensibilità dell'auto al volante è aumentata. Infatti, quando si guida tranquillamente lungo le strade cittadine, è meglio avere uno sterzo "spinto" per non ruotare ruota diversi giri ad ogni manovra. In autostrada, lo sterzo "brusco" può causare problemi: l'auto reagirà in modo troppo brusco anche a sterzate ridotte.
• In secondo luogo, per migliorare la manovrabilità dell'auto durante il parcheggio o la svolta in condizioni urbane anguste, ovvero per ridurre il raggio di sterzata.
• E in terzo luogo, per aumentare la stabilità direzionale durante le manovre brusche ad alta velocità.

La rotazione delle ruote posteriori nella stessa direzione delle ruote anteriori consente di mantenere la direzione e la velocità del baricentro dell'auto, ma aumenta notevolmente il raggio di sterzata istantaneo. Allo stesso tempo, le forze che agiscono sulla vettura vengono ridotte e, di conseguenza, viene aumentata la stabilità direzionale.

Quando si guida a bassa velocità, le ruote posteriori girano in controfase con le ruote anteriori e il raggio di sterzata istantaneo diminuisce, e quando si guida ad alta velocità in una curva veloce o quando si cambia corsia in autostrada, le ruote posteriori, al contrario, girerà di un piccolo angolo in quella direzione, stesso lato della parte anteriore. Ad esempio, un'auto che effettua una manovra in autostrada non sembrerà girare, ma si sposterà da una fila all'altra parallelamente alla segnaletica orizzontale. In questo caso l'auto si muoverà lungo un arco di curvatura minore e raggio maggiore. Il momento in cui l'auto gira attorno all'asse verticale sarà inferiore, quindi il rischio di perdere stabilità del tasso di cambio e lo sviluppo dello slittamento dell'assale posteriore.

Riso. Raggio di sterzata del veicolo convenzionale (IMC - centro di sterzata istantaneo) e del veicolo a quattro ruote sterzanti (4WS)

A questo proposito, alcuni produttori introducono il controllo nel design dell'auto. asse posteriore. Mitsubishi è stata una delle prime a introdurre un tale progetto di controllo meccanico dell'asse posteriore.

Riso. Controllo meccanico asse posteriore:
1 – pompa dell'olio; 2 - ricevitore; 3 - timoneria con servofreno idraulico; 4 - volante; 5 - bobina; 6 - valvola di riduzione della pressione; 7 - pompa dell'olio dell'asse posteriore; 8 - cilindro di potenza

A sistema comune il controllo dei veicoli include un meccanismo di sterzo con servofreno idraulico (cilindro di potenza) controllo dell'asse anteriore 3, pompa dell'olio 1, pompa dell'olio di controllo dell'asse posteriore 7, distributore idraulico di controllo dell'asse posteriore con bobina 5 e valvola di riduzione della pressione 6, cilindro di potenza controllo dell'asse posteriore 8, aste dello sterzo per la rotazione degli assi anteriore e posteriore.

Quando le ruote anteriori girano, la pressione di comando del cilindro di potenza della ruota anteriore viene trasferita al cilindro di potenza della ruota posteriore. Ciò tiene conto della pressione nel sistema, della velocità di sterzata e del livello di carico laterale dell'assale anteriore. La pressione di comando agisce sulla valvola idraulica dell'assale posteriore. A seconda della pressione d'azione, la spola si apre di una certa quantità durante il movimento canali petroliferi, secondo cui fluido di lavoro viene alimentato nel cilindro di potenza di controllo dell'assale posteriore. Il pistone del cilindro di potenza, muovendosi, agisce sulle aste dello sterzo dell'asse posteriore, ruotando l'asse posteriore all'angolo richiesto.

Come la sistemi elettronici iniziarono ad essere utilizzati nella gestione dell'assale posteriore (4WS). Un esempio è l'assale posteriore a controllo elettronico di un'auto Toyota Aristo, che nel 1991 ha sostituito quello meccanico, la cui vista generale è mostrata nella prima figura, e lo schema dell'attuatore nella seconda figura. Un sistema simile è utilizzato anche nelle auto BMW.

Riso. Forma generale assale posteriore sterzante con attuatore elettromeccanico

Riso. Attuatore rotazione asse posteriore elettromeccanico:
1 – rotore (albero cavo); 2 - statore; 3 - riduttore epicicloidale; 4 - dado mandrino; 5 - satellitare; 6 - ingranaggio solare; 7 - mandrino (vite); 8 - parte scanalata dell'albero del mandrino; 9 – blocco di sicurezza dallo scorrimento del mandrino; 10 - vettore planetario

Le ruote posteriori qui sono girate da uno speciale meccanismo di servosterzo integrato nella sospensione posteriore piuttosto complessa. Ed è controllato da una speciale unità elettronica che riceve da diversi sensori informazioni sulla velocità dell'auto, l'angolo di rotazione del volante, delle ruote anteriori e posteriori, ecc.

L'attuatore è costituito da un motore elettrico (statore e rotore), un riduttore epicicloidale e un albero mandrino che agisce sulle aste dello sterzo dell'assale posteriore. Il motore elettrico è controllato da blocco elettronico controllo che riceve segnali da vari sensori di sterzo. A seconda dell'entità e del tempo di alimentazione della tensione al motore elettrico, la velocità e il tempo di rotazione del rotore del motore elettrico cambiano. Per aumentare la coppia e le forze di spinta del mandrino meccanismo esecutivo viene utilizzato un ingranaggio planetario.

Quando viene applicata tensione al motore elettrico, l'albero cavo del rotore 1 inizia a ruotare. Sull'albero del rotore è presente un solare 6 che, tramite i satelliti 5 e il supporto 10 dell'ingranaggio planetario, fa ruotare la relativa madrevite 4. L'albero del mandrino, installato all'interno dell'albero cavo del rotore tramite la vite 7, inizia a ricambiare, agendo sugli assi dello sterzo posteriore. Per impedire la rotazione dell'albero del mandrino, viene fornito un fusibile speciale 10.

Il sistema 4WS opera in due modalità. A bassa velocità, le ruote posteriori girano nella direzione opposta a quella anteriore e quando si manovra la stessa curvatura, il volante dovrà essere ruotato con un angolo minore. Ciò migliora la sensibilità dello sterzo e rende il veicolo più agile. Ad esempio, durante la svolta, le ruote anteriori verranno girate completamente a sinistra e le ruote posteriori a destra con un angolo fino a otto gradi. Il raggio di sterzata sarà ridotto del 15% rispetto a macchina ordinaria e sarà di soli 4,7 metri.

Il fatto che sterziamo con le ruote anteriori è scontato. Tuttavia, più o meno autista esperto sa che è più comodo parcheggiare l'auto all'indietro, cioè quando l'asse sterzante è arretrato rispetto al senso di marcia dell'auto. Allora perché le case automobilistiche non producono auto con sterzo a ruota posteriore invece dello standard "ruota anteriore" ormai universalmente accettato?

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I sistemi di sterzo delle ruote posteriori esistenti si trovano su alcune autovetture moderne e di grandi dimensioni camion, la risposta alla domanda che ci interessa non verrà data. Si limitano a guidare, non guidare. Il ruolo principale è ancora svolto dalle ruote anteriori. Allo stesso tempo, ci sono abbastanza veicoli al mondo guidati esclusivamente dalle ruote posteriori. Ad esempio, tutti i tipi di caricatori: dai bambini a forchetta da magazzino a giganti della carriera. La maggiore manovrabilità fornita dalle ruote sterzanti posteriori è un must per loro. Allora perché il trasporto passeggeri è peggiore in questo senso?

Una delle prime spiegazioni di tale "ingiustizia" che viene in mente è il potere della tradizione. Come era consuetudine "dall'inizio dell'automobilismo" rendere l'asse anteriore quello di controllo, va così. Ma suona, vedi, piuttosto debole. Quanti anni era familiare e tradizionale, ad esempio, trazione posteriore. Ma non appena ne hanno trovato uno anteriore più conveniente, il mondo intero non si è subito fregato della "tradizione" e si è riorientato su un tipo di autovettura a trazione anteriore. La seconda versione, che spiega il fatto della predominanza delle ruote sterzanti anteriori, è tecnologica. L'autista si siede davanti all'auto, quindi anche il "volante" è davanti. In tali condizioni, "tirare" il meccanismo di azionamento del volante sull'asse posteriore complicherà notevolmente il design per vantaggi del tutto non evidenti.

Insomma, il gioco non vale la candela. Questa versione sembra essere abbastanza praticabile. Il motivo principale per cui le ruote sterzanti della maggior parte delle auto sono ruote anteriori è completamente diverso. Un suggerimento qui può essere proprio l'elevata manovrabilità degli stessi caricatori, girando le ruote posteriori in grado di girare quasi sul posto. Il fatto è che le ruote posteriori giranti riportano veicolo sovrasterzo. A velocità di 5-10 km / h, è un vantaggio, fornendo un'eccellente manovrabilità. Ma quando si tratta di velocità, anche un po' di più, ogni giro delle ruote posteriori porterà allo slittamento della poppa dell'auto.

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Immagina lo stesso carrello elevatore che percorre una strada cittadina a una tipica velocità "automobilistica" di 50-60 km/h. Un'autovettura a una tale velocità si adatterà facilmente virata liscia strade. E il nostro caricatore condizionale, dentro caso migliore, girerà di lato e, molto probabilmente, si girerà anche. Ora immaginiamo cosa accadrà a un'auto che sterza "all'indietro" a velocità di circa 100 km / h, e anche sotto la pioggia, quando la strada è scivolosa. La minima ricostruzione - e girerà come una trottola. Ecco perché, tra l'altro, su tutte le auto moderne dotate di sospensione posteriore propulsiva, ad alte velocità, le ruote posteriori girano nella stessa direzione di quelle anteriori, in modo che l'auto si sposti di lato quasi lateralmente e non girare attraverso la direzione generale del movimento.

quando Auto giapponesi erano considerati i più avanzati, le leggende riportano che nel Paese del Sol Levante ci sono auto che girano su tutte e quattro le ruote. Poi, nel trambusto delle cose nuove, quei tempi furono in qualche modo dimenticati. Il turbolento inizio degli anni novanta passò, e dentro produzione seriale rimase solo la più necessaria delle soluzioni tecniche di quel tempo. Ma ora l'interesse per il telaio completamente controllato sta crescendo di nuovo, tuttavia, già su una scala diversa. livello tecnico, senza alberi dello sterzo aggiuntivi e con una sospensione posteriore notevolmente semplificata.

E andrebbe bene solo su una Porsche 911 GT3 o Lamborghini Aventador- ma nel solito Renault Espace vengono introdotte anche le ruote posteriori piroettanti. Qual è il significato di tale soluzione tecnica, e perché i produttori hanno incontrato tali difficoltà? E perché la tecnologia è stata dimenticata fino a poco tempo fa?

Perché è necessaria la gestione

La messa a punto della gestione è sempre stata considerata molto lavoro duro, e le auto con un perfetto equilibrio erano tra le migliori. Telaio macchine moderne, a prima vista, poco è cambiato rispetto agli anni Ottanta, ma c'è una differenza. E si mostra benissimo quando si guardano le velocità raggiunte dalle vetture nella manovra di “riassetto” o in pista.

La moderna berlina familiare è in grado di superare la maggior parte delle supercar di 30 anni sul circuito, non da ultimo grazie alla maneggevolezza ottimizzata e all'eccellente tenacità del telaio. Ovviamente anche la gomma e l'elasticità dei motori giocano un ruolo, ma ora parliamo prima di geometria.

No, non si tratta affatto di una materia scolastica, sto parlando della geometria del telaio. Si tratta di un insieme di parametri che descrivono i cambiamenti nella posizione degli elementi del telaio al variare del carico. L'essenza del trucco è che in curva l'auto si inclina e la strada ha il suo profilo. Con il corretto calcolo dei parametri della geometria del telaio, le gomme hanno sempre un contatto ottimale con la strada per le condizioni date.

Non si tratta del massimo carico aerodinamico, ma del rapporto tra il coefficiente di aderenza delle ruote degli assi anteriore e posteriore, delle ruote destra e sinistra e la capacità della ruota di percepire il carico in tre direzioni in un dato momento.

Il compito di aumentare l'area di contatto delle ruote con la strada non è così semplice come sembra.

Certo, puoi "bloccare" la sospensione e ridurre il movimento. Questo è utile in molti modi e spesso viene fatto, ma il trasloco può essere utilizzato per una buona causa. Ad esempio, in modo che le ruote girino da sole in curva. Se è difficile calcolare i movimenti, puoi giocare un po' mettendo anche lo sterzo sull'asse posteriore, creando un'auto completamente controllata.

E puoi impostare il movimento utilizzando una sospensione sofisticata, ad esempio un multi-link, che consente di regolare la geometria del movimento della ruota in un intervallo molto ampio e mantenere questi parametri quando gli elementi vengono indossati a lungo.

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Se non sei un corridore, questo non significa che la gestione non sia importante per te. È solo che nel tuo caso, questo termine indica un insieme completamente diverso di parametri preferiti rispetto all'accuratezza e alla velocità di reazione ideali. In realtà, sicurezza attiva un'auto dipende in gran parte dalla sua maneggevolezza, e quindi i progettisti di automobili lavorano duramente e in modo produttivo su questi parametri. Cosa c'entra questo con la geometria del telaio?

Come gira la macchina

Sembrerebbe, cosa è più semplice: ha girato le ruote anteriori e l'auto ha girato. Ma in pratica, tutto è molto più complicato. Per cominciare, anche macchina in piedi non solo le ruote anteriori gireranno. Poiché la sospensione anteriore ha un angolo di incidenza, le ruote anteriori si alzeranno ciascuna alla propria altezza durante la svolta. Quanto dipende dalla larghezza e dalla durezza della gomma, dalla geometria delle sospensioni e così via.

Di conseguenza, l'auto riceverà un certo rollio, a seconda dell'altezza del centro di rollio delle sospensioni anteriori e posteriori e della posizione del baricentro in quel momento. Ruote posteriori o anche solide asse posteriore gireranno anche - semplicemente per il fatto che con qualsiasi cambiamento nella posizione del corpo, le ruote non si limitano a salire e scendere, ma girano anche un po ', ma girano.

In dinamica, questo mucchio di parametri sarà integrato da un momento di sbandamento dal centro di massa dell'auto e da uno slittamento della gomma. Tra tutti i parametri che devono essere calcolati, per noi saranno di massima importanza il centro di rotazione istantaneo ei raggi di sterzata degli assi anteriore e posteriore e il baricentro. Il centro di rotazione istantaneo non coincide affatto con quello geometrico, calcolato secondo la regola di Ackermann, il punto in cui si trovano i centri dei cerchi di rotolamento di tutte le ruote. Inoltre, un tale punto semplicemente non esiste nelle dinamiche dovute agli slittamenti. Ma nelle cifre, ad esempio, si considera una situazione più semplice per non creare confusione.

A prima vista, se giri le ruote posteriori nella direzione opposta a quella anteriore, il raggio di sterzata dell'auto diminuisce. Questo è importante in termini di facilità d'uso e manovrabilità. Più piccolo è il raggio, meglio è. Ma le auto non vanno solo alla velocità del carrello elevatore. centro commerciale quindi altri fattori devono essere presi in considerazione.

Ma cosa succede se giri le ruote nella stessa direzione della parte anteriore? A prima vista non ha senso: l'auto “andrà di traverso” lungo un ampio raggio se le ruote posteriori vengono girate con un angolo minore rispetto a quelle anteriori. Di per sé, un raggio di sterzata maggiore significa che ci sarà una minore ridistribuzione dei carichi tra le ruote destra e sinistra, il che significa migliore aderenza e comfort.

Ma sembra che si possa ottenere lo stesso semplicemente girando il volante con un angolo minore? Puoi persino farlo automaticamente: fortunatamente, i meccanismi di sterzo a passo variabile ora non sono rari. Ma quando le ruote posteriori vengono girate nella direzione della curva, anche l'angolo di slittamento dell'asse posteriore diminuisce, e quindi la tendenza al sovrasterzo. Se è abbastanza semplice, l'auto diventa più resistente allo slittamento. Sul alte velocità questo è estremamente importante.

Un effetto simile potrebbe essere ottenuto semplicemente aumentando il passo. Ma le dimensioni delle macchine sono limitate, ma modificando l'angolo di rotazione delle ruote posteriori è possibile ottenere ciò che si desidera senza aumentare le dimensioni. E per un'auto a passo corto, questa è solo una salvezza: puoi mantenere la combinazione di stabilità su strada, caratteristica di grandi macchine senza rinunciare a buone curve.

Non solo gestionale

Per stabilità su strada, la ruota posteriore in curva dovrebbe girare nella direzione di svolta della parte anteriore e, per una migliore manovrabilità, nella direzione opposta. Se non ci sono particolari difficoltà con la manovrabilità, puoi utilizzare le caratteristiche del movimento dell'auto in curva per girare le ruote. Ad esempio, la presenza di un rotolo. Quando viene compressa, la sospensione farà girare la ruota e otterremo ciò che vogliamo.

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Ma ci sono due problemi qui. In primo luogo, la sospensione reagisce allo stesso modo ai cambiamenti di carico, ma vorrei che la manovrabilità fosse meno dipendente dal carico e più dalle effettive forze laterali e di rollio. In secondo luogo, sulle auto a trazione posteriore è molto allettante legare la rotazione delle ruote al vettore di spinta.

Se complichiamo la sospensione introducendo leve che agiscono sugli angoli di allineamento delle ruote sotto un certo carico, otterremo una sospensione multi-link. Sì, quello apparso sulla Mercedes W201 e ora utilizzato sulla maggior parte delle auto di classe C e superiori. E non solo sull'asse posteriore, ma anche su quello anteriore.

Fu la sospensione multi-link che permise di ottenere lo stesso effetto della rotazione forzata dell'asse posteriore, e di abbandonare per un quarto di secolo l'uso di complessi sistemi di rotazione forzata. Il sistema di leve in tale sospensione imposta una complessa traiettoria del movimento della ruota a seconda dei carichi longitudinali, trasversali e verticali.

Puoi mettere a punto la geometria del telaio, tenendo conto di come si comporterà la macchina in presenza di forze laterali significative, con un diverso rapporto tra carichi verticali e laterali. Per le auto a trazione posteriore, questo si è rivelato un serio aiuto nella lotta per una migliore maneggevolezza fin dall'inizio, e le auto a trazione anteriore hanno provato tecnologie simili un po 'più tardi, con un aumento di peso, carichi e requisiti per la loro manipolazione.

Le prime auto a trazione integrale

Le auto con due assi sterzanti non sono state create per un'eccellente maneggevolezza. Tali auto non guidavano affatto ad alta velocità sull'autostrada, perché erano veicoli fuoristrada. Ad esempio, il famoso Unimog - telaio universale fuori strada ha tutti e quattro ruote sterzanti. Certo, per andare meglio in fuoristrada e manovrare in uno spazio limitato.

Le auto giapponesi dei primi anni '80 non sono lontane da loro in termini di complessità del design. Sul Honda Preludio Il 1987 era tornato cremagliera e un albero che lo collegava al volante, e il sistema funzionava a seconda dell'angolo di rotazione delle ruote. A piccoli angoli di rotazione, le ruote posteriori giravano nella stessa direzione delle ruote anteriori e ad angoli grandi nella direzione opposta. Anche in questa forma, l'effetto è stato sufficiente per altri produttori giapponesi per introdurre una tecnologia simile.

Solo nelle generazioni successive la trasmissione a cremagliera dello sterzo posteriore divenne elettrica e l'angolo di rotazione dipendeva anche dalla velocità con cui veniva eseguita la manovra. Tuttavia, non immaginavano di sbarazzarsi di alberi e binari. Le strutture sono rimaste complesse, massicce, voluminose e costose. Di conseguenza, le auto con loro non hanno guadagnato molta popolarità e sono state vendute solo sul mercato interno. mercato giapponese. Nel resto del mondo, le sospensioni multi-link hanno assunto un primato incondizionato.

Perché i telai completamente guidati stanno riapparendo

La risposta più ovvia a questa domanda è la riduzione del prezzo dei meccanismi di azionamento e dell'elettronica di controllo e lo sviluppo di sistemi di stabilità e sicurezza. A un nuovo livello tecnologico, hanno abbandonato i trapezi e le cremagliere dello sterzo posteriore. Sospensioni multilink fornire un angolo di rotazione delle ruote già sufficiente per realizzare l'effetto desiderato. Resta da dotarli al posto della leva responsabile della rotazione della ruota di un azionamento elettrico o idraulico attivo.

L'elettronica determina in modo molto più accurato ciò che sta accadendo questo momento con la macchina, consente di utilizzare ampi angoli di sterzata ed è anche più economico da configurare rispetto a una sospensione complessa. E come fattore aggiuntivo, lo stesso miglioramento del sottosterzo a basse velocità. Puoi girare le ruote lato opposto e migliorare la manovrabilità dell'auto in strade strette.

Non sarò sorpreso se sistemi simili in presto verrà implementato in modo massiccio su macchine dalla classe C in su e in combinazione con una geometria semplificata sospensione posteriore- ad esempio, non con collegamenti multipli, ma con una trave ritorta. C'è sicuramente un senso economico in questo, perché puoi ottenere controllabilità, come di più auto costose, a minor costo. Sì, e un'unità da indossare più complessa e costosa non sarà "superflua". Dopotutto, le case automobilistiche sembrano essersi impegnate a rendere l'auto usa e getta.