При русі кермом передні колеса рухаються праворуч або ліворуч. А що відбувається із задніми колесами? Вони рухаються паралельно і нікуди не повертають. Але є один виняток. На деяких автомобілях застосовують задні колеса, що підрулюють.

Вони були винайдені для кращої керованості автомобіля в поворотах або розвороті в дуже тісному провулку. Принцип дії задніх коліс, що підрулюють, полягає в тому, що коли ви повертаєте передні колеса до упору вправо, то задні колеса навпаки рухаються в ліву сторону.

Це дуже допомагає при обмеженому розвороті автомобіля у досить вузькому місці. Але кут відхилення задніх коліс не великий, максимально він може досягати значення три градуси. Але й цього вистачить, щоби зменшити кут розвороту автомобіля приблизно на 0,6 — 0,8 метра.

При міському русі автомобіля задні колеса теж повертаються в протилежний бік передніх коліс, але на кут 1-2 градуси. А ось при швидкості автомобіля понад 60 км/год задні колеса повертаються в один бік із передніми колесами. Це дозволяє авто трохи краще описувати повороти дороги.

Принцип роботи задніх коліс автомобіля, що підрулюють.дуже простий. На задньому підрамнику автомобіля розташований електромотор, який за допомогою кермових тяг приводить в рух маточини задніх коліс. Електродвигун отримує сигнал від блоку управління, куди подається вся інформація. Інформація йде від датчиків положення керма, швидкості коліс автомобіля та акселерометрів, які здатні розрізняти надмірну або недостатню повертаність машини.

4ws або 4 колеса, що повертають.

І при поворотах багато в чому залежить від напрямку прямування задньої осі по передній колії. Це необхідно для зменшення кута повороту автомобіля та зносу його шин. Застосування керованої задньої осі дозволяє зменшувати поперечні прискорення під час повороту автомобіля, що підвищує його стійкість. значно покращують маневрування автомобілем:

• По-перше – підвищується чутливість автомобіля до повороту кермового колеса. Адже при тихій їзді міськими вуличками краще мати «гостре» кермо, щоб не обертати кермо на кілька обертів при кожному маневрі. На автостраді ж «гострі» кермо може викликати проблеми – автомобіль буде дуже різко реагувати навіть на невеликі підрулювання.
• По-друге – покращити маневреність автомобіля при паркуванні чи розвороті в обмежених міських умовах, тобто зменшити радіус повороту.
• І по-третє – підвищити курсову стійкість при різких маневрах на високій швидкості.

Поворот задніх коліс у той самий бік, як і передніх, дозволяє зберегти напрямок і швидкість руху центру мас автомобіля, але значно збільшити миттєвий радіус повороту. При цьому зменшуються ті, що діють на автомобіль і, як наслідок, підвищується курсова стійкість.

При русі на малій швидкості задні колеса повертаються в протифазі з передніми, і миттєвий радіус повороту зменшується, а при русі на великій швидкості в швидкому віражі або при перебудові з ряду в ряд на автостраді, задні колеса, навпаки, будуть повертатися на невеликий кут в ту ж бік, як і передні. Наприклад, автомобіль, здійснюючи маневр на автостраді, ніби не повертатиме, а переходити з ряду в ряд паралельно смугам розмітки. Автомобіль при цьому рухатиметься по дузі меншої кривизни та більшого радіусу. Момент, що повертає автомобіль навколо вертикальної осі, буде меншим – отже, зменшиться і ризик втрати курсової стійкості та розвитку занесення задньої осі.

Мал. Радіус повороту звичайного автомобіля (МЦП – миттєвий центр повороту) та автомобіля з усіма керованими колесами (4WS)

У зв'язку з цим деякі виробники вносять у конструкцію автомобіля керування задньою віссю. Однією з перших таку конструкцію механічного керування задньою віссю представила фірма Міцубісі.

Мал. Механічне керування задньою віссю:
1 – масляний насос; 2 – ресивер; 3 – кермовий механізм із гідропідсилювачем; 4 – рульове колесо; 5 – золотник; 6 – редукційний клапан; 7 – масляний насос задньої осі; 8 – силовий циліндр

У загальну систему керування автомобілів входять кермовий механізм з гідропідсилювачем силовим циліндром) управління передньою віссю 3, масляний насос 1, масляний насос управління задньою віссю 7, гідророзподільник управління задньою віссю з золотником 5 і редукційним клапаном 6, силового циліндра управління задньою віссю 8, рульових повороту передньої та задньої віссю.

При повороті передніх коліс керуючий тиск силового циліндра передніх коліс передається в силовий циліндр задніх коліс. При цьому враховується тиск у системі, швидкість повороту та рівень бічного навантаження передньої осі. Керуючий тиск впливає на золотник гідророзподільника задньої осі. Залежно від тиску, що впливає, золотник пересуваючись відкриває на певну величину масляні канали, по яких робоча рідина подається в силовий циліндр управління задньою віссю. Поршень силового циліндра, пересуваючись, впливає на кермові тяги задньої осі, що повертають на необхідний кут задню вісь.

З розвитком електронних систем управління їх почали застосовувати й у управлінні задньої осі (4WS). Прикладом може служити електронно керована задня вісь автомобіля Toyota Aristo, яка в 1991 році змінила механічну, загальний вигляд якої показаний на першому малюнку, а схема виконавчого механізму на другому малюнку. Подібна система застосовується також і в автомобілях BMW.

Мал. Загальний вигляд керованої задньої віссю з електромеханічним виконавчим механізмом

Мал. Електромеханічний виконавчий механізм повороту задньої осі:
1 - ротор (пустотілий вал); 2 – статор; 3 – планетарна коробка; 4 – гайка шпинделя; 5 – сателіт; 6 – сонячна шестерня; 7 – шпиндель (гвинт); 8 – шліцева частина валу шпинделя; 9 – запобіжник від прокручування шпинделя; 10 - водило планетарної передачі

Задні колеса тут повертаються за допомогою спеціального кермового механізму з електроприводом, вбудованого у досить складну задню підвіску. А керує ним спеціальний електронний блок, який отримує від кількох датчиків інформацію про швидкість автомобіля, про вугілля повороту керма, передні та задні колеса тощо.

Виконавчий механізм складається з електродвигуна (статора і ротора), планетарної передачі та валу шпинделя, що впливає на рульові тяги задньої осі. Управління електродвигуном здійснюється від електронного блоку керування, що сприймає сигнали від різних датчиків кермового керування. Залежно від величини та часу подачі напруги на електродвигун змінюється швидкість та час обертання ротора електродвигуна. Для збільшення моменту, що крутить, і штовхаючих сил шпинделя у виконавчому механізмі застосовується планетарна передача.

При подачі напруги електродвигун пустотілий вал ротора 1 починає обертатися. На валу ротора є сонячна шестерня 6, яка через сателіти 5 і водило 10 планетарної передачі призводить до обертання пов'язану з ним гайку шпинделя 4. Вал шпинделя, встановлений всередині порожнистого валу ротора через гвинт 7 починає здійснювати зворотно-поступальні осі. Для виключення прокручування валу шпинделя передбачено спеціальний запобіжник 10.

Працює система 4WS у двох режимах. На малій швидкості задні колеса повертаються у бік, протилежний переднім, і при маневрі тієї ж кривизни рульове колесо потрібно буде обертати на менший кут. Це підвищує чутливість кермового керування і автомобіль стає більш маневреним. Наприклад, при розвороті передні колеса будуть вивернуті до упору вліво, а задні вправо на кут до восьми градусів. Радіус розвороту при цьому зменшиться на 15% порівняно із звичайним автомобілем і становитиме лише 4,7 метра.

Коли водії керують звичайним автомобілем, вони повертають кермо, і вслід за цим рухом передні колеса змінюють свій напрямок - у той час як задні колеса постійно спрямовані прямо вперед.

Така стандартна система, звана "двоколісне рулювання" або, скорочено, 2 WS. Однак деякі фірми зараз випускають автомобілі з чотириколісним кермуванням (4 WS). Системи 4 WS різних фірм відрізняються одна від одної, але в більшості з них задні колеса повертаються в той же бік, що і передні, якщо автомобіль робить віраж на великій швидкості. На малих швидкостях напрямок повороту задніх коліс при 4 КР протилежний напрямку повороту передніх. Така особливість дозволяє, зокрема, здійснювати крутіші повороти, що корисно при русі містом або при паркуванні в тісних місцях. Дорожні випробування систем 4WS показали, що подібні системи забезпечують велику безпеку руху. І все ж чотириколісне рулювання не набуло поки що широкого поширення. Через те, що вартість системи 4 WS, на думку водіїв, не виправдовує переваг, що отримуються з її допомогою.

Два колеса проти чотирьох

У 2 КР автомобілях (внизу ліворуч) повертаються лише передні колеса. Якщо ж змінює напрямок руху 4 КР автомобіль, то можуть повертатися всі чотири колеса (праворуч).

Як 4 КР повертають колеса

Припустимо, дві машини: 2 КР (блакитна) та 4 КР (жовта на малюнку над текстом) починають з одного місця (зеленого) робити повільний крутий поворот. Завдяки повороту задніх коліс машина 4 КР повертає крутіше машини 2 КР і, отже, їй потрібно менше місця для повороту.

Якщо ці дві машини будуть здійснювати плавний широкий поворот (як показано на правому малюнку), всі колеса машини 4 КР йдуть, як кажуть, колію в колію, і таким чином забезпечується більш надійне зчеплення коліс з дорожнім полотном.

Зміна смуги руху

Якщо водій перебудовується в іншу смугу на швидкісному шосе, то у 2 КР автомобіля проявляється "ефект риб'ячого хвоста": його задню частину заносить, тому що задні колеса прагнуть йти по старому напрямку. Щоб виправити таке положення, водієві доводиться двічі повертати кермо до зміни смуги і двічі повертати його після зміни смуги. У 4 КР автомобіля немає ефекту риб'ячого хвоста.

Рульове колесо та система 4 WS

чутливі датчики в системі 4 КР стежать за тим, наскільки повернуто кермо і, отже, передні колеса в кожний момент часу (червона лінія на малюнку). Коли кут повороту керма невеликий (перші дві колонки), система 4 КР залишає задні колеса прямо або злегка розвертає у напрямку передніх коліс. При більш різких поворотах - коли кермо робить більше одного повного обороту (четверта колонка) - система 4 КР повертає задні колеса в протилежний бік.

На пробите колесо зазвичай вказує сторонній шум зовні, а також втрата швидкості та погіршення керованості. Якщо машину відводить убік, а щоб утримати її на дорозі, доводиться докладати зусиль, то, швидше за все, прокол на одному з передніх коліс. Якщо заносити починає задню частину авто, то проблема саме там.

Коли це станеться, ви точно зрозумієте, у чому річ. У жодному разі не панікуйте. Вирівняйте автомобіль і поступово знижуючи швидкість, з'їжджайте на узбіччя.

Як поміняти колесо

1. Припаркуйтеся на узбіччі

Продовжувати рух із проколотою шиною не можна, але й зупинятися посеред дороги теж не діло. Тому не бійтеся проїхати пару десятків метрів і оберіть рівне сухе місце на узбіччі.

Водіям машин із механічною коробкою передач потрібно обов'язково включити першу передачу, а власникам автоматики – перевести важіль у положення паркінгу (P).

І у будь-якому випадку потрібно поставити машину на ручник.

2. Встановіть знак аварійної зупинки та підготуйте інструменти

Припаркувавши машину в безпечному місці, не забудьте ввімкнути аварійну сигналізацію та встановити знак аварійної зупинки, що знаходиться у багажнику. У населених пунктах його ставлять за 20 метрів позаду авто, а на трасі - за 40 метрів.

Там же, у багажнику, знайдіть запаску та домкрат із балонним ключем. Зазвичай виробник має все це в спеціальній ніші під поликом, куди можна дістатися, піднявши нижню панель.

Добре, якщо у вас буде насос і манометр для перевірки тиску, а також противідкатні упори. Ну і, звичайно, не завадять рукавички, оскільки трохи забруднити руки все ж таки доведеться.

3. Зніміть колесо

Діставши всі інструменти та запаску, розкладіть їх поряд із пробитим колесом та попросіть усіх пасажирів вийти з машини. Навіть якщо на вулиці або зливи, безпека насамперед.

Незважаючи на ручник і увімкнену передачу, перед встановленням домкрата потрібно додатково зафіксувати колеса за допомогою упорів. За них, втім, зійдуть будь-які камені або шматки цегли.

Якщо потрібно замінити заднє колесо, упори ставляться по обидва боки передніх коліс, і навпаки.

Тепер можна приступати до зняття колеса. Спочатку звільніть диск від пластикового ковпака та за допомогою балонного ключа послабте болти. Щоб зрушити їх з місця, знадобиться велике зусилля, яке можна забезпечити вагою свого тіла просто натиснувши на ключ ногою. Цілком викручувати болти не треба: достатньо вивернути їх на один оборот.

Після цього потрібно підняти машину домкратом. Встановлювати його абияк ні в якому разі не можна. Спеціально для цих цілей на днищі є невеликі посилені місця, які зазвичай знаходяться позаду переднього колеса або перед заднім колесом. Виробник позначає їх за допомогою трикутників або вирізів унизу порогів. Якщо зварний шов закритий пластиковими накладками, вони перериватимуться в точках установки домкрата.

Підведіть домкрат під днище і почніть крутити його рукоятку за годинниковою стрілкою. Обов'язково слідкуйте, щоб домкрат піднімався рівно, не хилився.

Якщо під вагою машини нижня лапа домкрата йде в ґрунт, потрібно підкласти під неї щось на кшталт шматка дошки чи цегли.

Занадто піднімати колесо не варто. Достатньо зупинитися за 5 см від землі. Після цього можна повністю вивернути болти і зняти пробите колесо зі маточини. Його краще засунути під машину як страховку, а болти скласти кудись на ганчірочку, щоб не загубилися.

4. Встановіть та перевірте запаску

Залишилося поставити замість проколотого колеса запаску. Для цього поєднайте отвори на диску з отворами в маточині, надягніть колесо і наживіть болти, повністю загорнувши їх від руки.

Гайки, що кріплять колеса до маточини, важливо встановити напівкруглою стороною до диска, а не назовні.

Заберіть пробите колесо з-під машини, опустіть домкрат і затягніть болти. Робити це потрібно правильно. У колесах із чотирма чи шістьма отворами попарно затягуються протилежні болти. Якщо отворів п'ять, то треба тягнути в такому порядку, ніби малюєш п'ятикутну зірку.

Залишається зібрати інструмент, прибрати домкрат та упори, а також перевірити тиск у встановленому колесі та при необхідності підкачати його. Якщо насоса під рукою немає, можна попросити допомоги у водіїв, що проїжджають повз.

Якщо використовуєте малогабаритну запаску, так звану докатку, то не забувайте про обережність: зазвичай, на ній можна рухатися зі швидкістю не більше 80 км/год і на відстань максимум 100 кілометрів.

Ну і, звичайно, постарайтеся якнайшвидше полагодити пробите колесо в спеціалізованому шиномонтажі, щоб не випробовувати долю і не їздити без запаски.

Те, що ми керуємо саме передніми колесами, сприймається як само собою зрозумілий факт. Однак будь-який більш-менш досвідчений водій знає, що на машині зручніше паркуватися задом, тобто коли вісь, що керується, знаходиться ззаду щодо напрямку руху машини. То чому автовиробники не роблять легковиків з керованими колесами ззаду замість прийнятого зараз повсюдно «передньокерованого» стандарту?

Актуальні Автоновини

Існуючі системи підрулюючих задніх коліс, що встановлюються на деякі сучасні легкові і великі вантажні машини, відповіді на питання, що нас цікавить, не дадуть. Вони саме підрулюють, а не кермують. Основну роль все одно відіграють передні колеса. При цьому у світі вистачає транспорту, який керується виключно задніми колесами. Наприклад, всілякі навантажувачі: від складських вилочних малюток до кар'єрних гігантів. Підвищена маневреність, обумовлена ​​задніми кермовими колесами, для них – необхідність. То чим гірше в цьому сенсі легковий транспорт?

Одне з перших пояснень такої «несправедливості» з-поміж інших тих, хто спадає на думку, - сила традиції. Як повелося споконвіку автомобілізму робити передню вісь керуючої, так і йде. Але звучить воно, погодьтеся, слабке. Скільки років був звичний і традиційний, наприклад задній привід. Але щойно придумали зручний передній, весь світ негайно наплював на «традицію» і переорієнтувався на передньопривідний тип легковика. Друга версія, що пояснює факт переважання передніх керованих коліс, – технологічна. Водій сидить у передній частині машини, тому «бублик» теж знаходиться в передній її частині. У таких умовах "тягнути" механізм приводу керованих коліс до задньої осі - сильно ускладнювати конструкцію заради зовсім не очевидних переваг.

Коротше кажучи, шкурка вичинки не варта. Версія ця видається цілком життєздатною. Головна ж причина, через яку керовані колеса у більшості машин - передні, зовсім інша. Підказкою тут може бути саме висока маневреність тих же навантажувачів, поворотом задніх коліс здатних розвернутися практично на місці. Справа в тому, що задні колеса, що повертають, повідомляють транспортному засобу надмірну повертаність. На швидкостях 5-10 км/год вона - благо, що забезпечує чудову маневреність. Але коли йдеться про швидкість навіть трохи більше, кожен поворот задніх коліс буде призводити до занесення корми машини.

Актуальні Автоновини

Уявіть той же навантажувач, що їде вулицею міста з типовою «автомобільною» швидкістю 50-60 км/год. Легковик на такій швидкості спокійно впишеться в плавний поворот дороги. А наш умовний навантажувач, у найкращому разі, розгорнеться боком і, швидше за все, ще й перевернеться. Тепер уявімо, що буде з машиною, що кермує «задом», на швидкостях близько 100 км/год, та ще й у дощ, коли дорога слизька. Найменша перебудова - і вона закрутиться дзиґою. Саме тому, до речі, на всіх сучасних легковиках, оснащених задньою підвіскою, що підрулює, на великих швидкостях задні колеса повертаються в той же бік, що і передні - щоб машина зміщувалася в бік практично боком, а не повертала поперек загальному напрямку руху.