Περί τετραδιεύθυνσης…

honda-accord-13989_resize

Γιατί να αλλάζουν κατεύθυνση μόνο οι εμπρός τροχοί; Αν στρίβουν και οι πίσω βελτιώνονται τα οδικά χαρακτηριστικά ενός οχήματος; Τι είναι η παθητική τετραδιεύθυνση; Σε τι διαφέρει από την ενεργητική και σε ποια μοντέλα την συναντάμε;

mazda-626-929Τυχερά τα… στρίβοντα εμπρός ελαστικά. Στις στροφές δεν χρειάζεται να στραπατσάρουν τα μάγουλα τους στο οδόστρωμα καθώς το σύστημα διεύθυνσης τους επιτρέπει να αλλάζουν φορά ανάλογα με την κατεύθυνση του οχήματος. Τα πράγματα για τα πίσω ελαστικά είναι πιο ζόρικα καθώς στα στροφιλίκια δέχονται μεγαλύτερες πιέσεις και ουσιαστικά στρίβουν ολισθαίνοντας και όχι αλλάζοντας γωνία. Άρα ποιο είναι το λογικό συμπέρασμα που απορρέει; Πως το μεταβαλλόμενο στρίψιμο και των τεσσάρων τροχών αυξάνει την κεντρομόλο δύναμη και «μπαλανσάρει» την φυγόκεντρο βελτιώνοντας το κράτημα του αυτοκινήτου.

Με εξαίρεση την BMW (850CSi, σειρά 7, 325 ΧΙ) και την Renault (Laguna 3ης γενιάς) κανείς άλλος ευρωπαίος κατασκευαστής δεν έχει ασχοληθεί σοβαρά με τα συστήματα ενεργητικής τετραδιεύθυνσης (4WS ή 4 Wheel Steering) παρά μόνο με την παθητική. Οι εταιρίες που θεωρούνται ειδήμων στα συστήματα 4WS είναι οι Honda (Prelude, Accord ’91), Infiniti, Mazda (626, MX-6, RX-7) Nissan (Skyline ’86, GT-R), Subaru (SVX ’91-’96 και λιγότερο η Toyota (Camry ’90-’92, Celica ’90-’97).

Το σύστημα 4Control της Renault

ok-photo_media_en_14803_hd_ren2007chassis

Χάρη σε ένα σύνδεσμο που συνδυάζεται με ένα ηλεκτρικό ενεργοποιητή, οι πίσω τροχοί αλλάζουν γωνία (αντίθετη από τον εμπρός) έως και 3,5 μοίρες μέχρι τα 60 χλμ./ώρα για μεγαλύτερη ευελιξία. Στις υψηλότερες στροφές οι πίσω τροχοί στρίβουν ελαφρώς (συνήθως μέχρι 2 μοίρες) προς τη διεύθυνση που ακολουθούν και οι εμπρός.

pho333to_media_en_14803_hd_ren2007chassisΗ πίσω ανάρτηση της νέας Renault Laguna Coupe (στην έκδοση GT) είναι ένας καλός λόγος για να ξαναθυμηθούμε τα συστήματα τετραδιεύθυνσης. Παρατηρείστε την μεγεθυμένη λεπτομέρεια του πίσω άξονα και ειδικά την «σπαστή» αντιστρεπτική ράβδο που μπορεί να διακρίνει κανείς τον σύνδεσμο, περίπου στο μέσον της. Από την άλλη μεριά του κοίλου ημιάκαμπτου αρθρώνεται ένας ηλεκτρομαγνητικός ενεργοποιητής που ελέγχεται ηλεκτρονικά από την ECU του συστήματος 4WS. Η ECU αποφασίζει αν θα αλλάξει, πότε και πόσο την θέση του ενεργοποιητή ανάλογα με την διεύθυνση, την ταχύτητα και γενικότερα την δυναμική ευστάθεια του αυτοκινήτου. Αλλάζοντας την θέση ενεργοποιητή μεταβάλλεται και η γεωμετρία της αντιστρεπτικής η οποία αλλάζει κατά μερικές μοίρες την γωνία σύγκλισης των τροχών.

Παθητική τετραδιεύθυνση

Το σύσητμα ενεργητικής τετραδιεύθυνσης της Renault Laguna είναι το μόνο αξιόλογο παράδειγμα made in Europe. Εδώ σε μεγέθυνση ο ενεργοποιητής του συστήματος.Είναι ο ευκολότερος και φτηνότερος τρόπος εμφάνισης χαρακτηριστικών τετραδιεύθυνσης που χρησιμοποιούν κυρίως οι ευρωπαίοι κατασκευαστές. Ελαστικοί σύνδεσμοι επιτρέπουν στους τροχούς μαζί με το σύστημα ανάρτησης να έχουν αυξημένη ανοχή κίνησης κάθε φορά που υπάρχουν πλευρικές τάσεις προς την αντίθετη φορά που στρίβει το αυτοκίνητο. Οι πίσω τροχοί στρίβουν ελαφρώς και με παθητικό τρόπο ακολουθώντας την διεύθυνση των εμπρός.  Ακόμη και αν στρίβουν κατά μόλις μερικές μοίρες (το πολύ 2-3) το γλίστρημα των πίσω τροχών περιορίζεται σημαντικά και μειώνεται το μέγεθος πιθανής υπερστροφής.

Ενεργητική τετραδιεύθυνση

Το σύστημα του Prelude σε Accord του '91

Εδώ τα πράγματα είναι πολύ πιο ενδιαφέροντα από την φτηνιάρικη και δίχως φαντασία παθητική τετραδιεύθυνση. Οι πίσω τροχοί δεν περιμένουν παθητικά πότε θα υπάρξει φόρτιση αλλά στρίβουν ελαφρώς μαζί με τους εμπρός και ανάλογα με την ταχύτητα του αυτοκινήτου. Συγκεκριμένα, στις υψηλές ταχύτητες και οι τέσσερις τροχοί στρίβουν προς την ίδια διεύθυνση, όπως είπαμε μειώνεται η ακτίνα στροφής και η φυγόκεντρος την στιγμή που βελτιώνεται η κεντρομόλος. Αντίθετα, στις χαμηλές ταχύτητες οι πίσω τροχοί στρίβουν προς τη  αντίθετη κατεύθυνση σε σχέση με τους εμπρός αυξάνοντας την ευελιξία του αυτοκινήτου στους επιτόπιους ελιγμούς και στο παρκάρισμα. Το συγκεκριμένο σύστημα είναι ιδιαίτερα πρακτικό στα οχήματα βαρέως τύπου και ίσως να έχετε δει φορτηγά ή μπουλντόζες με τους πίσω τροχούς να στρίβουν σε τόσο μεγάλη γωνία όσο και οι εμπρός.

4wssystemΤο 1987 η Honda παρουσίασε ένα μηχανικό σύστημα 4WS στο Prelude παραγωγής 1987-1991 το οποίο παραμένει το μοναδικό μηχανικό μέχρι τις μέρες μας. Το σύστημα του αποτελείτο από δύο βασικά μέρη: μία κρεμαγέρα για τους εμπρός τροχούς και μία για τους πίσω η οποία όμως ενσωματώνει και μία διάταξη γραναζιών που μεταβάλλει τη σχέση μετάδοσης.

Κάθε φορά που ο οδηγός στρίβει το τιμόνι, η κίνηση μεταφέρεται στην εμπρός κρεμαγέρα, από εκεί στον άξονα που επικοινωνεί πρώτα με τον μηχανισμό που μεταβάλει της σχέσης και μετά στην πίσω κρεμαγέρα για να αλλάξει η διεύθυνση των πίσω τροχών. Επειδή το σύστημα είναι μηχανικό δεν αντιλαμβάνεται την ταχύτητα του οχήματος αλλά μόνο τον κύκλο στροφών του τιμονιού. Έτσι, όταν το τιμόνι έχει πάρει περισσότερες από 250 μοίρες (περίπου τα 3/4 του κύκλου του) τότε οι πίσω τροχοί στρίβουν αντίθετα με τους εμπρός έως και 5 μοίρες. Τώρα, όταν οι στροφές του τιμονιού είναι λιγότερες από 250 μοίρες τότε οι πίσω στρίβουν όπου και οι εμπρός το πολύ μέχρι 3 μοίρες.

image002Πιο αποτελεσματική είναι, ωστόσο, η μεταβολή της διεύθυνσης των πίσω τροχών να γίνεται ανάλογα με την ταχύτητα του αυτοκινήτου. Έτσι, υιοθετήθηκε μία ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου που μπορούσε να γνωρίζει την κίνηση του αυτοκινήτου μέσω αισθητήρων και να δίνει εντολή σε ενεργοποιητές για να αλλάζει η διεύθυνση των πίσω τροχών. Όταν ένα σύστημα 4WS περιλαμβάνει και υδραυλικό μηχανισμό τότε έχουμε να κάνουμε με ένα ηλεκτροϋδραυλικά ρυθμιζόμενο σύστημα.

Μία από τις πρώτες εταιρίες που χρησιμοποίησαν τέτοιου τύπου 4WS ήταν η Nissan το 1986 και περιελάμβανε υδραυλικό μηχανισμό εμβόλου διπλής ενέργειας για τους πίσω τροχούς και ελέγχονταν με ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες. Το έμβολο βρίσκεται σε κατάσταση ηρεμίας όταν το αυτοκίνητο κινείται ευθεία και όταν υπάρξει διαφορά πίεσης από τον ένα τροχό τότε αλλάζει και στον άλλο. Για λόγους ασφάλειας υπάρχουν ελατήρια που συγκρατούν τους πίσω τροχούς στην ευθεία όταν παρουσιαστεί κάποια δυσλειτουργία στο υδραυλικό κύκλωμα.

Υπάρχει ένας ακόμη τύπος ενεργητικής τετραδιεύθυνσης που χρησιμοποιεί ηλεκτρικά μοτεράκια για την αλλαγή διεύθυνσης των πίσω τροχών. Παρόμοιο τύπο χρησιμοποιούσε η Mazda στο 626 και στο MX6 (1987-1997). Τα μεταγενέστερα Prelude διέθεταν ενεργητική τετραδιεύθυνση αλλά το σύστημά τους ήταν ηλεκτρονικά ή ηλεκτροϋδραυλικά ελεγχόμενα.

Και κάτι διαφορετικό…

jeep_hurricane

jeep_hurricane_media_01Αν η σχεδιαστική απεικόνιση σας έβαλε στην πρίζα τότε να πούμε πως κάτω από το αμάξωμα, του οποίου αρκετά τμήματα αποτελούνται από ανθρακόνημα, υπάρχουν δύο κινητήρες -της σειράς HEMI- χωρητικότητας 5,7 λίτρων. Το καθένα μηχανικό σύνολο τοποθετείται στον εμπρός και στον πίσω άξονα του αυτοκινήτου και αποδίδει 335 ίππους και 454Nm ροπής. Οι έξοδοι ισχύος -δηλαδή εκεί όπου υπάρχει το βολάν του μοτέρ-, είναι αντικριστές κατά τον διαμήκη άξονα και «γεφυρώνονται» σε μία μονάδα, την οποία η Jeep αποκαλεί Τ-box και είναι ενσωματωμένη στο κιβώτιο ταχυτήτων. Θεωρητικά, η συνολική ισχύς της κινητήριας διάταξης του Hurricane αγγίζει τους 670 ίππους και τα 908Nm ροπής, ωστόσο στην πράξη τα πράγματα προφανώς είναι διαφορετικά λόγω της πολυπλοκότητας του συστήματος μετάδοσης στους τέσσερις τροχούς.

Στο πρωτότυπο Jeep Hurricane (βασίστηκε στο Wrangler και εξοπλιζόταν με δύο κινητήρες) που παρουσιάστηκε στο Detroit το 2005, δεν στρίβουν μόνο οι εμπρός τροχοί αλλά και οι πίσω. Μάλιστα, η γωνία είναι τέτοια που επιτρέπει στο αμερικανικό concept car να στρίβει επιτόπου, με κύκλο στροφής το απόλυτο μηδέν! Με άλλα λόγια, όταν το τιμόνι «κλειδώνει» προς τα δεξιά ή αριστερά και το αυτοκίνητο στρίβει, τότε κινούνται όλοι οι τροχοί εκτός από τον πίσω εσωτερικό που παραμένει σταθερός. Κάπως έτσι μετακινούνται κατά τους επιτόπιους ελιγμούς και τα οχήματα βαρέως τύπου.

Στην κάτοψη του Hurricane, δίπλα από τις μονάδες T-box, φαίνονται δύο άλλες οι οποίες, προφανώς, λειτουργούν ως «κεντρικά» διαφορικά, κατανέμοντας τη ροπή ανάμεσα στους εμπρός και τους πίσω τροχούς. Το αξιοθαύμαστο είναι πως το συγκεκριμένο σύστημα λειτουργεί εντελώς μηχανικά και δεν ρυθμίζει μόνο την μετάδοση της ροπής ανάμεσα στους δύο άξονες αλλά και ανεξάρτητα σε κάθε τροχό. Από τα «κεντρικά» διαφορικά η ροπή μεταδίδεται σε τέσσερα, συνολικά, «ημιαξόνια» τα οποία κινούν τους τροχούς μέσω συνδεσμολογίας ατέρμονα-κορώνας. Η κίνηση μεταδίδεται μέσω αυτόματου κιβωτίου πέντε σχέσεων ενώ απαιτούνται λιγότερα από πέντε δευτερόλεπτα για την διαδικασία των «0-100χλμ/ώρα». Εύλογα, η ύπαρξη δύο κινητήρων και του περίπλοκου συστήματος τετρακίνησης διαμορφώνει το συνολικό βάρος του αυτοκινήτου στα 1.746 κιλά, τιμή που τελικά εκπλήσσει αν αναλογισθεί κανείς πως ζυγίζει όσο περίπου το τρίθυρο Toyota Land Cruiser. Αξίζει να σημειωθεί πως στο Hurricane υπάρχει χώρος για να τοποθετηθούν μηχανικά σύνολα με 4, 8, 12 ή 16(!) κυλίνδρους, σύμφωνα με την αμερικανική αυτοκινητοβιομηχανία.

Ετικέτες

Nίκος Ι. Mαρινόπουλος

Πρόκειται για τον δημιουργό και συντονιστή του καρότου με τις περισσότερες τεχνολογικές βιταμίνες σε όλον τον κόσμο!

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

Back to top button
Close
Close