Kierowanie nie tylko przednimi kołami

Pierwsze pojazdy bez koni miały bardzo różnie rozwiązane układy kierownicze, czasami była to po prostu obracana na wzór wozu konnego

sztywna oś (przednia lub tylna), albo dwie osie na raz. To drugie rozwiązanie pozwala bardzo zacieśnić promień skrętu pojazdu, o ile oczywiście koła przedniej osi skręcane są w jedną stronę, a drugiej w przeciwną. Taki system pojawiał się początkowo tylko w dawnych pojazdach terenowych (4x4) o przeznaczeniu wojskowym, np. w niektórych Mercedesach z okresu II Wojny światowej i w prototypach późniejszego amerykańskiego Jeep'a.

Nowoczesne podejście do kwestii 4WS (4 Wheel Steering - czterech skręcanych kół) zaproponowali w latach 70. XX wieku inżynierowie Hondy. Chcieli oni zastosować dwa rozwiązania połączone w jedno: przy niewielkich prędkościach jazdy koła samochodu miały skręcać się w przeciwne strony, a dzięki teku samochód miał być znacznie bardziej zwrotny od standardowego, w którym skręcane będą tylko koła przednie. Przy większych prędkościach tylne koła miały być skręcane w tę samą stronę co przednie, ale o znacznie mniejszy kąt. Takie rozwiązanie redukuje znoszenie tylnej osi wywołane odkształceniem opon i elementów zawieszenia przy dynamicznej jeździe. W efekcie prowadzenie auta staje się bezpieczniejsze, a jazda w zakrętach bardziej płynna.

Specjaliści Hondy opracowali podstawy teoretyczne, a potem przez co najmniej 10 lat szukali praktycznego rozwiązania - jak spowodować, żeby dwa układy kierownicze w jednym samochodzie płynnie ze sobą współpracowały, jednak w różny sposób przy różnych prędkościach jazdy. Skonstruowali w końcu niezwykle skomplikowany mechaniczny układ przeniesienia "napędu" z przedniego do tylnego układu kierowniczego. Premiera tak wyposażonego samochodu, Hondy Prelude, miała miejsce w 1987 roku. Niestety, podwójny mechaniczny układ kierowniczy nie pracował na tyle płynnie, by jego działanie podobało się ludziom, lubiącym dynamiczną jazdę.

W tym samym okresie nad układami 4WS o zmiennym działaniu pracowały też inne firmy japońskie, Mazda, Nissan i Mitsubishi, osiągając nieco lepsze rezultaty. Ich rozwiązania opierały się już na użyciu w tylnej kierowanej osi siłowników hydraulicznych sterowanych już elektronicznie.

**CZYTAJ TAKŻE

**

Układy kierownicze 4WS trafiły do Europy w znacznie prostszej formie. Firma Citroen, wprowadzając w roku 1991 do produkcji model ZX zastosowała w tylnej osi z wahaczami wleczonymi innowacyjne elastyczne mocowanie, które pod bocznym obciążeniem na zakręcie pozwalało na samoczynny skręt tylnego zewnętrznego koła "do środka zakrętu". Efektem miała być korzystna stabilizacja toru jazdy samochodu i zmniejszenie tendencji do nadsterowności

oraz bocznych uślizgów. Rozwiązanie to działało, ale przez niektórych krytykowane było za nieco skokową, czyli niepłynną charakterystykę. Citroen z czasem dopracował swoje elastyczne mocowanie tylnej osi i w kolejnej wersji tego samochodu (Citroen Xsara) prowadzenie było już bez zarzutu. Obecnie praktycznie w każdym nowo konstruowanym samochodzie znaleźć można elementy tego pomysłu Citroena, niezależnie od konstrukcji tylnego zawieszenia. Oczywiście nie jest to pełne, aktywne 4WS i przede wszystkim brakuje tu funkcji zacieśniania zakrętów przy niewielkich prędkościach.

Dziś w pełni aktywne 4WS ma od roku 2001 w swej ofercie dla pickupów dostawca podzespołów dla motoryzacji, firma Delphi. Nazywa się ono Quadrasteer - układy kierownicze przodu i tyłu są tam już całkowicie rozdzielone, a ten tylny obsługiwany jest oddzielnym siłownikiem sterowanym komputerowo. Podobnie działa system stabilizacji toru jazdy opracowany przez firmę Teves. Szczególne jest to, że Niemcy skręcają tylne koła tylko w ramach elastyczności gumowo - metalowych mocowań zawieszenia. Podobne rozwiązanie opracował Hyundai i nazwał je AGCS.

Obecnie na naszym rynku znajdują się trzy modele aut wyposażone w całkowicie aktywne sterowanie kół tylnej osi. Są to najnowsza BMW serii 7 oraz Infiniti M i Renault Laguna GT. We wszystkich trzech samochodach jest to wyposażenie opcjonalne. Działanie systemów jest podobne - w tylnej osi zamontowano swego rodzaju zwrotnice o ograniczonym kącie skrętu, oraz układ kierowniczy obsługiwany siłownikiem. W Lagunie i Infiniti jest to w praktyce identyczny siłownik posługujący się silnikiem elektrycznym, który przemieszcza "popychacz" działający na drążki układu kierowniczego. Istotą tych nowoczesnych systemów jest powiązanie ich działania z klasycznymi układami ABS i ESP. Przy niewielkich prędkościach (np. w Lagunie do 60 km/h) tylne koła skręcają się o 3,5 stopnia w ten sposób, by wspomagać zwrotność samochodu (w tym przypadku średnica skrętu spada z 12,05 do 10,8 m). Powyżej 60 km/h skręt kół tylnych jest mniejszy i odbywa się w przeciwną stronę, tak aby poprawić prowadzenie auta. Gdy sterownik systemu 4WS uzyska od ABS/ESP odpowiedni sygnał, tylne koła wspomagają działanie układu stabilizacji toru jazdy. Takich efektów nie można było osiągnąć w mechanicznym systemie 4WS zastosowanym 20 lat wcześniej w Hondzie Prelude.