Подруливающие задние колеса на каких авто

Обновлено: 08.01.2025

Honda Prelude 4WS – модель с уникальной механической системой подруливания задних колес

Не зря 80-е годы стали для японских автопроизводителей золотой эпохой. Как только в США и Европе поняли, сколько можно получить с японцев уникальнейших технологий и разработок по демпинговым ценам, так сразу начали вкладывать деньги в японское инженерное дело. Механизм был запущен. Разработки шли одна невероятней другой, а ручеек инвестиций превратился в полноводную реку, наполнявшую все высокотехнологичные отрасли. Японцы, конечно же, тоже были не в накладе. Придумывали всякие необычные интересные штуковины и для внутреннего рынка. О странных разработках мы уже писали, например, в данном материале:

Сегодня, правда, мы не будем освещать откровенно странные инженерные решения, а сфокусируем внимание на вполне пророческих. Например, система подруливания задних колес на модели Honda Prelude 4WS. Удивительна она тем, что впервые появилась в конце 80-годов, то есть лет за двадцать пять до того, как подобные варианты начали применяться в среде производителей гоночных автомобилей и люксовых спорткаров в Европе:

Несмотря на определенную архаичность (привод задних колес осуществлялся механическим способом) и невероятные по сегодняшним меркам углы поворота колес на задней оси, технология, реализация и ее история достойны, чтоб о них упомянуть.

Очень дорогая, непрактичная, но совершенно потрясающая технология 4WS.

Удивительно, но Хонда, разработав свою систему для третьего поколения модели Prelude в 87-м году, также преследовала аналогичные цели: с одной стороны – создать более комфортные условия для парковки автомобиля и облегчения маневрирования на узких, переполненных трафиком улочках (колеса задней оси поворачивались в противоположном направлении относительно передних). В этом помогали просто дичайшие углы поворота колес задней оси.

Забавно, что проблемы у пользователей спортивных купе Honda как раз и заключались в том, что при работе системы 4WS они не могли нормально припарковаться рядом с бордюром. Система оказывала медвежью услугу тем, что вы бы практически не смогли бы подъехать близко к бордюрному камню, а если каким-то чудом это и удалось бы сделать, отчалить восвояси также было бы непросто – автомобиль упирался задними повернутыми колесами в препятствие и упорно никуда не желал отъезжать.

С другой стороны, система делала скоростное прохождение поворотов безопаснее (поворачивая задние колеса в том же направлении, что и передние).

Кстати, была и третья причина – вариативность отзывчивости автомобиля на рулежку. В медленном городском потоке машина вписывалась в поворот быстрее и за счет меньшего количество оборотов рулевого колеса, тогда как на шоссе рулежка не была излишне дерганной и резкой, подстраиваясь под нужды водителя.

Впрочем, люфты и требования к настройке схождения-развала тоже не прибавляли в копилку фанатов экзотики монет. Позже, в следующей итерации развития системы, к проблемам добавились выходящие из строя электронные датчики, следящие за соотношением углов поворота задних колес.

Как работала система подруливания колес Honda 4WS?

Что интересно, система была полностью механической, и внешне она больше всего напоминала систему полного привода. В компоненты входил вал привода (нечто похожее на небольшой карданный вал), который входил в коробку, по конституции напоминающую задний дифференциал на обычной заднеприводной машине. Из этой коробки выходили полуоси, а вернее валы отбора мощности, которые толкали задние рулевые тяги, шедшие непосредственно к колесам. Вот так вся эта машинерия управляла колесами задней оси.

Ни для кого не станет новостью то, что машины с задними подруливающими колесами впервые возникли в Японии в 1985 году на модели Nissan R31 Skyline, транспортном средстве, которое является олицетворением инноваций.

1. BMW 850 CSi

Из-за своей системы Aktive Hinterachs-Kinematik (AHK) авто довольно часто трудится неверно, и чаще всего это требует огромных затрат на исправление, так что автомобиль продается по не сильно высокой цене. В движение модель приводится 5,6-литровым V12 с отдачей 375 л.с.

2. Honda Prelude

Honda Prelude являлась машиной, которая привлекла общественное внимание к рулевому управлению. Его система могла управлять задними колесами так же, как передние, на 1,5 градуса и до рулевого входа 246 градусов. При помощи блокировки задние колеса могли двигаться в противоположном направлении на 5,33 градуса, что позволяло Honda иметь компактный радиус разворота - всего 10 метров. Но ценник сложного рулевого механизма также не нравился страховщикам.

3. Xedos 9

Торговый бренд, который принадлежит Mazda, не имел особого успеха в Великобритании с моделью Xedos 6, и крупный Xedos 9 так и не стала популярной. Вероятно, причиной стал тот факт, что британская версия лишилась активной системы рулевого управления, доступной в японских вариантах.

4. Lamborghini Urus

Lamborghini был весьма успешен с обновленным полноприводным Aventador S, с возможностью отключения одной из осей. Шасси суперкара потом передали внедорожнику Urus. Это был ключевой элемент в разработке высокопроизводительного внедорожника, который не испортил репутацию второй самой известной итальянской компании спортивных машин.

5. Mitsubishi 3000 GT

3000 GT был награжден почти таким же богатым оснащением, как DeLorean Дока Брауна: активная аэродинамическая система, полный привод, способные подруливать задние колёса, адаптивная подвеска и два турбонагнетателя. Тем не менее, британские водители покупали именно эту модель, вместо BMW или Porsche.

6. Ford F-150 Platinum ZF

Представьте себе длину транспортного средство равную 5,8 метра, а круг разворота - примерно 14 метров, одной мысли о многоэтажной парковке, хватит, чтобы от душа ушла в пятки. Именно поэтому последний Ford F-150 был награжден системой рулевого управления задними колесами ZF. С тех пор Ford подал заявку на патент на такую систему на нынешнем F-150.

7. Porsche 911 GT3

Первая машина бренда, которая получила активную заднюю систему рулевого управления это 918 Spyder. Однако наиболее бюджетным был 911 GT3. Инженеры хорошо поработали над ним.

8. Ferrari F12TDF

9. Renault Megane RS

В хэтчбеке это может показаться ненужным, однако инженеры Renault Sport использовали в своих интересах рулевое управление с четырьмя колесами последней генерации 4Control, применяя его регулируемым в зависимости от условий. Renault также говорит, что угол поворота рулевого колеса сокращается на 40% в сравнении с Mégane без системы.

10. Nissan 300 ZX

В 1990 году Nissan хотела убедить британских автолюбителей в том, что компания, наиболее известная по модели Micra, могла бы работать совместно с Porsche, так что продажи 300 ZX вскоре замедлились до незначительного числа. Хотя модель была весьма интересная, к примеру возможность отключить аппаратное управление полным приводом High Capacity Active Steering (HICAS).

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

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.

Речь здесь не о максимальной прижимной силе, а о соотношении коэффициента сцепления колес передней и задней оси, правого и левого колес, и о способности колеса в каждый момент воспринимать нагрузку по трем направлениям.

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

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.

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. Мгновенный центр поворота совсем не совпадает с геометрическим, который вычислен по правилу Аккермана – точкой, в которой находятся центры окружностей качения всех колес. Более того, в динамике такой точки просто не существует из-за скольжений. 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.

Но, кажется, того же можно добиться, просто повернув руль на меньший угол? Можно это сделать даже автоматически — благо, рулевые механизмы с переменным шагом сейчас не редкость. 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.

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.

Если усложнять подвеску, вводя рычаги, которые воздействуют на углы установки колес при определенной нагрузке, то мы получим многорычажную подвеску. Да, ту самую, которая появилась на Mercedes W201 и сейчас применяется на большинстве машин С-класса и выше. Причем не только на задней оси, но и на передней.

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.

Электроника куда точнее определяет, что происходит в данный момент с машиной, позволяет использовать большие углы доворота, и к тому же дешевле в настройке, чем сложная подвеска. И как дополнительный фактор – то самое улучшение поворачиваемости на малых скоростях. Можно довернуть колеса в противоположную сторону и улучшить маневренность машины на узких улочках.

Машины с управляемой задней осью горячо любимы автомобилистами за их особый нрав.

Ни для кого не секрет, что подобные автомобили впервые появились в Японии в 1985 году на модели Nissan R31 Skyline, автомобиле, который является синонимом инноваций. Тем не менее, технология была популяризирована Honda Prelude 1987 года, который был продан во всем мире.

Как и в случае с большим количеством инноваций, ценность новинок рулевого управления с годами уменьшилась. В то же время страховщики с осторожностью относились к счетам на ремонт подобных машин, так как он всегда оказывался дорогостоящим. После этого подруливающие задние колеса почти исчезли из продажи.

До тех пор, пока инженеры не осознали, что по мере того, как автомобили всех форм и размеров становятся все больше и тяжелее, активные системы рулевого управления задними колесами могут помочь сделать их более маневренными. Так, в рейтинг актуальных моделей и машин из прошлого, вошли 10 основных автомобилей, которые являются лучшими в данном сегменте.

1. BMW 850 CSi

Хотите узнать причину, по которой флагманская версия 850 CSi серии E31 8 стоит так дешево в наши дни? Его система Aktive Hinterachs-Kinematik (AHK) имеет привычку работать неправильно, и чаще всего это требует огромных затрат на исправление. Автомобиль был оснащен 5,6-литровым V12 мощностью 375 л.с. и выиграл BMW Motorsport. Проблема была в том, что в начале 1990-х годов машина стоила почти 80 000 фунтов стерлингов (около 7,3 млн руб.).

2. Honda Prelude

Honda Prelude была автомобилем, который привлек общественное внимание к рулевому управлению. Его система была способна управлять задними колесами так же, как передние, на 1,5 градуса и до рулевого входа 246 градусов. С помощью блокировки задние колеса могли двигаться в противоположном направлении на 5,33 градуса, что давало Honda компактный радиус разворота - всего 10 метров. Однако стоимость сложного рулевого механизма также не нравилась страховщикам.

3. Xedos 9

Торговая марка, принадлежащая Mazda, пользовалася скромным успехом в Великобритании с моделью Xedos 6, но большая машина – Xedos 9 - так и не стала популярной. Возможно, это потому, что британская версия лишилась активной системырулевого управления, доступной в японских версиях.

4. Lamborghini Urus

Lamborghini добился больших успехов с обновленным полноприводным Aventador S, с возможностью отключения одной из осей. Шасси суперкара потом досталось внедорожнику Urus. Это был ключевой элемент в создании высокопроизводительного внедорожника, который не испортил репутацию второго самого известного итальянского производителя спортивных автомобилей.

5. Mitsubishi 3000 GT

3000 GT получил почти такой же богатый набор опций, как DeLorean Дока Брауна: активная аэродинамическая система, полный привод, подруливающие задние колёса, адаптивная подвеска и два турбонагнетателя. Тем не менее, британские водители выбирали именно эту модель, вместо BMW или Porsche.

6. Ford F-150 Platinum ZF

Когда длина автомобиля составляет 5,8 метра, а круг разворота - около 14 метров, одной мысли о многоэтажной парковке, достаточно, чтобы покрыться холодным потом. Именно поэтому последний Ford F-150 получил систему рулевого управления задними колесами ZF. С тех пор Ford подал заявку на патент на такую систему на текущем F-150.

7. Porsche 911 GT3

Первым автомобилей марки, который получил активную заднюю систему рулевого управления стал 918 Spyder. Однако наиболее доступным стал 911 GT3. Инженеры компании проделали хорошую работу.

8. Ferrari F12TDF

9. Renault Megane RS

В хэтчбеке это может показаться излишним, но инженеры Renault Sport использовали в своих интересах рулевое управление с четырьмя колесами последнего поколения - 4Control - делая его регулируемым в зависимости от условий и идеально подходящим для трековых дней. Renault сообщает, что угол поворота рулевого колеса уменьшается на 40% по сравнению с Mégane без системы.

10. Nissan 300 ZX

В 1990 году Nissan изо всех сил пытался убедить британских водителей в том, что компания, наиболее известная по модели Micra, могла бы сотрудничать с Porsche, поэтому продажи 300 ZX вскоре замедлились до незначительного числа. Хотя модель имела много интересного, в частности возможность отключить аппаратное управление полным приводом High Capacity Active Steering (HICAS).

Владелец – Андрей Вятченков, 34 года, Москва. Род занятий – бизнес в сфере автодетейлинга. Хобби – коллекционирование редких моделей BMW.
Автомобиль – BMW 850CSi E31, 1993 года выпуска.

Андрей рассказывает историю появления у него этого автомобиля:

– В 2007 году умер один крупный московский коллекционер, его коллекция простояла около десяти лет, после чего была полностью утилизирована. Я купил эту CSi в 2016 году, и она прошла путь восстановления из утилизации – возвращения ей документов и легального статуса. Это был долгий и очень трудный процесс – не спрашивайте о подробностях! На момент покупки машина была в очень хорошем состоянии, с 80 000 километров пробега на одометре. Конечно, долгие годы простоя породили некоторые утраты по технической части, но восстановление оказалось не слишком длительным и не слишком сложным. Сейчас этот автомобиль не простаивает, а активно путешествует. У российских владельцев BMW 850 с 2008 года существует небольшой закрытый клуб, в который входит порядка трех десятков человек. Из них десяток – достаточно активных членов, готовых регулярно ездить на этих машинах на дальние расстояния, и нас постоянно приглашают на тематические мероприятия, посвященные марке BMW вообще, и E31 в частности. Этот автомобиль за последние несколько лет посетил около полутора десятков стран – Австрию, Францию, Голландию, Германию (естественно!), Чехию и т. п.

Снаружи

850CSi – характерный представитель школы дизайна 80-х. Каждая линия и каждый штришок фантастически выверены как с точки зрения автомобильной сексуальности, так и в плане оптимизации аэродинамики – Cx этого купе составлял впечатляющие 0,29! Это машина, у которой нет неудачных ракурсов, с какой стороны ей ни любуйся. Идеальная простота контуров без намека на вычурность – она будто вышла из-под кисти мастера сёдо, японского искусства каллиграфического письма. Тот случай, когда ты не просто влюбляешься в облик автомобиля, а сходу проникаешься духом, с которым он создавался…

Внутри

Все ручки, кнопки и переключатели идеально сохранили и рисунок, и цвет, и тактильную отдачу при срабатывании. Внимание к мелочам в материалах и обработке – высочайшее!

Несмотря на достаточно скромно выглядящее рулевое колесо без единой кнопочки помимо клаксона, его положение регулируется с помощью электрического сервопривода по высоте и вылету – это, в общем, весьма круто даже по нынешним временам тотальной электрификации.

Железо

Устройство AHK выглядит так. Между многочисленными рычагами подвески задней оси расположился достаточно массивный угловатый агрегат – по сути, рулевая рейка с выходящими с противоположных сторон рулевыми тягами в гофрированных пыльниках. Впрочем, массивность ее подчеркнута не зря – нагрузка на этот узел нешуточная. В традиционном рулевом управлении тяги рулевой рейки передают усилие только на вращение поворотного кулака, не участвуя в его опоре (кулак опирается либо на верхнюю и нижнюю шаровую опору, либо на шаровую снизу и опору стойки сверху в случае подвески МакФерсона).

В задней же подвеске 850CSi рулевые тяги механизма AHK приводят в движение не поворотные кулаки, а целиком огромные нижние рычаги с установленными в них пружинами, передавая усилие на их шарниры через небольшие качающиеся коромысла. Подруливающему механизму приходится удерживать поворотную часть подвески вместе с колесами в прямом положении, когда она не работает, и с существенно большим усилием – при работе.

В движение подруливающий механизм задней оси приводится посредством давления жидкости, нагнетаемой отдельным контуром насоса ГУР. В свою очередь электрические клапаны, управляемые электроникой в зависимости от условий езды, открывают путь жидкости в том или ином направлении, подворачивая задние колеса влево или вправо не небольшой угол – 1,8 градуса. А вот на месте система не работает! Многие поклонники баварской марки, возможно, видели на YouTube ролики, где CSi шевелит задними колесами, стоя на месте – но на самом деле задние колеса на стоящей машине (с заведенным для работы насоса ГУР двигателем, разумеется) не двигаются. Система работает только во время езды, да еще и на более-менее осязаемых скоростях. В тех же самых видео подруливание на месте производится принудительно с сервисного компьютера.

С BMW 850CSi – ровно то же самое, ибо тот же класс и тот же возраст. Многие детали давно не выпускаются и/ или стоят запредельных денег. Тот же самый механизм подруливания AHK, механика регулирования рулевой колонки, часть элементов подвески, тормозная гидравлика. Не говоря уже о второстепенных мелочах типа элементов интерьера. А поскольку владелец этого автомобиля ценит его именно за безупречное техническое состояние, а не просто как коллекционный кузов, то он готов к выходу из строя в том числе и эксклюзивных узлов, имея в загашнике практически половину автомобиля в виде редких и труднодоступных деталей. Такой формат владения, к сожалению, не для всех.

В движении

Какую включать передачу в городском режиме, в принципе, без разницы. На первой можно совершенно спокойно разгоняться до километров восьмидесяти, а можно и вообще не разгоняться, воткнув сразу четвертую. Замер с помощью RaceLogic показывает честные 6,6 секунд до сотни, что всего лишь на 0,6 секунды больше паспортных цифр. За без малого три десятка лет автомобиль утратил вполне простительные десять процентов динамики.

Впрочем, динамика на прямой – это не слишком интересно. Ведь CSi рулится всеми четырьмя колесами! Для европейского автопрома тех лет система AHK была прорывной технологией – как она ощущается сегодня?

История модели

Читайте также: