מערכת היגוי 4 גלגלים 4SW

[barzelay]

מערכות ההיגוי של הרכב

מערכת ההיגוי של הרכב פועלת בשילוב של כמה אלמנטים מכניים . הפעולה המשותפת שלהם היא שמאפשרת לנהג להתערב ולקבוע את כיוון הפניית הרכב ואת רדיוס הפניה שהוא רוצה למסלול הנסיעה ברכבו. למעשה, זה מאפשר לו להתקרב בבטחה לעיקולים ופניות. מגלגל ההגה לתיבת ההיגוי, מכוניות מודרניות משתמשות במערכת היגוי הנקראת rack-and-pinion . הגה יושב במקביל ומול מושב הנהג. לכל איבר במערכת ההיגוי יש משימה וזאת כדי לבצע את דרישות הנהג ולספק פעולת מלאה ובטוחה.

פעולת ההגה במערכת ההיגוי של הרכב חשובה מאוד מכיוון שהיא מאפשרת להמיר את מאמץ הקטן של הנהג למאמץ גדול במתלים לסיבובו של הרכב . למעשה, ככל שרדיוס הפניה של הרכב קטן יותר, כך קשה יותר לנסוע בעיר או בכבישים מפותלים. הגה הכוח מסייע לנהג לתמרן את הרכב בקלות רבה יותר מתן סיוע במומנט המופעל על ידי מערכת ההגברה של ההגה.

נאמר כי רכב נוסע במהירות נמוכה כאשר מהירותו אינה עולה על 50 קמ"ש זה קורה בדרך כלל נהיגה בשטחים בנויים בנסיעה אורבנית , אז גם לתמרון בחניות צפופות קשה יותר באמצעות זוג גלגלי היגוי יחידים המוצבים בקדמת הרכב.

לא כל נהג מרגיש בנוח ואוהב נהיגה ספורטיבית:

בדרך כלל, נהג ממוצע מנצל רק 60 עד 70% מהפוטנציאל של השלדה שלו: מעבר לכך נראה לו שהנהיגה שלו הופכת למסוכנת מדי, לכן יצרנים הרכב ויצרני "ציוד קצה" כגון בוש , קונטיננטל, דלפי וכו' , מרכזים אפוא את מאמציהם בפיתוח מערכות המשפרות את החיוניות בנהיגה שלא "תפחיד" את הנהג הממוצע כגון: יצור היגוי ביחס משתנה, ערכי הגברת מומנט מדורגים עם כיוון עצמי וכמובן היגוי 4SW.

היגוי SW4

בהיגוי ב-4 גלגלי הרכב (4 steering wheels- SW4 ( יש שיפור משמעותי בכושר התמרון של המכונית בעיר בנסיעה אטית ושיפור היציבות בביצועים הדינמיים של המכונית בנהיגה מהירה.

שימוש בהיגוי מסוג זה ישפר גם את תחושת ההיגוי עצמה ומקנה לנהג שליטה טובה במכונית. ההיגוי גם בגלגלים האחוריים מגדילים את הביצועים וגם את ההנאה בנהיגה על בסיס יום-יומי

ההיגוי הכפול מתנהג באופן הבא:

במהירות נמוכה, המערכת מכוונת את הגלגלים האחוריים לכיוון ההפוך של הגלגלים הקדמיים. זה למעשה מקטין את בסיס הגלגלים, מצמצם את רדיוס הפניה (תחושת על היגוי) , מגביר את "הזריזות הרכב" ומאפשר לתמרן ביעילות רבה בחניה.

מתחת ל-60 קמ"ש: הגלגלים האחוריים פונים בכיוון ההפוך לגלגלים שבחזית.

מעל למהירות של 60 קמ"ש: הגלגלים האחוריים פונים לאותו כיוון של הגלגלים הקדמיים. בכל המקרים, חשוב לציין כי ההיגוי האחורי מוגבל ל- עד 5 מעלות בלבד , מספיק ערך ההפניה הזו במהירות גבוהה כדי להשפיע על התנהגות המכונית.

התנהגות היגוי זו נחוצה:

במהירות גבוהה, המערכת מכוונת ומפנה את הגלגלים האחוריים לאותו כיוון של הגלגלים הקדמיים ובכל מגדיל את רדיוס הפניה (תחושת תת-היגוי) בגלל "גידול ווירטואלי" של בסיס הגלגלים שנוצר במצב זה כאשר הרכב בנסיעה מהירה הדבר המשפר את יציבות הרכב בפניות.

הגלגלים האחוריים הנתונים גם להיגוי חלקי תורמים ליציבות בפניות בנסיעות מהירות ו-"לזריזות" בתגובת הרכב במהירויות נמוכות. רכב מסוג זה שומר על גלגלי ההיגוי הראשיים בציר הקדמי. עם זאת, הגלגלים האחוריים יכולים גם לקבל הפניה במידה פחותה של כ-3.5 מעלות בלבד ! במהירויות גבוהות.

מבחן התוצאה: יכולת תמרון גדולה ומהירה יותר ורמת בטיחות גבוהה יותר בנהיגה היומיומית, שלא לדבר על השיפור הניכר בביצועים הדינמיים של המכונית .

מאפיינים טכניים היגוי 4 הגלגלים

. היתרון של ההיגוי בציר האחורי הוא להקל על ההיגוי במהירויות נמוכות ולשפר את היציבות הרכב במהירות גבוהה . במכוניות קוטר הפניה נע בין 12.05 ל-10.8 מטר.

מושג זה של היגוי ב-4 הגלגלים אינו חדש מאחר וכמה יצרניות יפניות שיווקו אותו כבר בשנות ה -80 וה -90, אך הוא ננטש מאוחר יותר מסיבות של העדר אמינות טכנולוגית .

טכנולוגיה זו חוזרת היום בזכות ההתקדמות ב-מכטרוניקה , אם כי השימוש בה עדיין שולי. מכוניות עם היגוי בארבעת הגלגלים ניתן להשיג באירופה בסדרות על רנו לגונה GT 4Control (סדאן, וקופה), וכן BMW 5 Series , Grand Turismo 5 Series ו- Series 7 (עם היגוי פעיל).

היתרונות של 4SW , בנוסף לטיפול קל, קומפקטיות ויכולת התמרון, כאמור , התקני ההגה עם ארבעת גלגלי היגוי מספקים גם יציבות גבוהה. בזכות ההיגוי על כל הגלגלים, מרכז הכובד אינו משתנה. גם בעיקולים צרים, בשטח מחוספס ועם עומס מטען מרבי העומסים על הגלגלים הללו לא משפיעים לרעה על היציבות של הרכב גם אם מדובר גם בנסיעה בכביש.

חשוב לציין שוב: במערכת היגוי הפעילה ארבעה גלגלים, כל ארבעת הגלגלים מופנים באותו הזמן כאשר הנהג מסובב את גלגל ההגה. ברוב מערכות ההיגוי 4SW הפעילות, הגלגלים האחוריים מנוהלים על ידי מחשב המפעיל את ההיגוי של הגלגלים האחוריים ובדרך כלל אינם יכולים לפנות מידית יחד עם הגלגלים הקדמיים וגם לא תמיד באותו כיוון ההפניה !.

יציבות טובה - אם רוצים חווית נהיגה חלקה וזריזה וממושמעת היגוי 4sw הוא התשובה לכך והערובה ליציבות ברכב.

מערכת היגוי 4 גלגלים מקלה עלינו לשלוט ברכב ולשמור על יציבותו, במיוחד כשאר מסתובבים עם הרכב בפיניות חדות או נוהגים בגשם ובכביש רטוב.

ההתקדמות המואצת בעיצוב הצמיגים ובעיצוב כלי הרכב פירושה שההבדלים בין היצרנים והדגמים מבחינת הטיפול בהם ומבחינת הנוחות שהם מעניקים לנוסע ולנהג הולכים ומצטמצמים.

כל המכשולים הטכניים ו-"המלכודות" במכוניות נעלמו. יותר ויותר דגמים וסוגי כלי רכב מתהדרים באפיונים דינמיים משופרים ומתחייבים בפני הלקוחות לעונג ולהנאה גדולים בנהיגה .

ידוע כי מערכות ESP מתערבות ומכרסמות במידת מה בנהיגה "ספורטיבית" ברכב ומכהות את תחושת השליטה של הנוהג ברכב בתמרון בתאוצות ובנסיעות מהירות במכוניות עם היגוי דו-גלגלי רגיל , אולם בהיגוי ארבעה גלגלים התערבות מערכת ESP מצומצמת לכן כאן מובטח תענוג נהיגה אינטנסיבי יותר.

כיום: ההיגוי של הגלגלים האחוריים מתבצע על ידי מפעילים חשמליים ומונע כולו על ידי מערכת אלקטרונית עם בקרה ממוחשבת. לפיכך אין לגלגלים האחוריים הגה ושום גל היגוי (כלומר ללא קישור מכני).

במהירויות נמוכות, התנועה הרוחבית של הסרן האחורי מקטינה את רדיוס הפניה . במהירויות גבוהות זה קורה בדיוק הפוך , המכונית מסתובבת כאילו היא נעה לרוחב, מה שמגדיל את רדיוס הפניה ותורם לכך שהרכב מתנגד לסיבוב.

שיפור ניכר בטיחות בזמן בלימת חירום

בנוסף למכשירים האלקטרוניים הרבים המציידים את הדגמים האחרונים, נוכחותם של 4 גלגלי הגה מתייצבת ובכך משפרת את בטיחות המכונית בזמן בלימת חירום . ההתפתחויות האחרונות שנעשו במערכות ההיגוי האינטגרליות מאפשרות לכוון את הגלגלים האחוריים פנימה כדי להשיג בלימה טובה יותר בדומה לבלימת מהירותו של גלשן על סקי על שלג , כדי "לבלום" את הגלישה , הגולש המכוון את המגלשות שלו להתכנסות פנימה ובכך הוא מצליח לבלום.

כך מבצעים חישוב יחסי התמסורת הכללית של מערכת ההיגוי :

יחס היגוי בין סיבובי גלגל ההגה X (במעלות הזווית) לבין הפניית הגלגלים Y (במעלות הזווית) כלומר היחס בין X ל- y פירושו שסיבוב של ההגה בזווית x מעלות יגרום לגלגל לפנות בזווית y . ברוב מכוניות הנוסעים היחס הוא בין 12 : 1 ל- 20 : 1.

לדוגמה, אם נסובב את גלגל ההגה סיבוב אחד שלם (כלומר 360 מעלות) , זה יגרום לגלגלים לפנות בזווית של 24 מעלות, מכאן היחס הוא 360 : 24 (מונע חלקי מניע) ואם נצמצם את המספרים נקבל יחס של 15 : 1.

על פי חוקי ההתמדה של הפיזיקה המכונית כ-"מסה" נוטה לרצות להמשיך בנסיעה ישר קדימה. במהירות גבוהה יש "קושי" מסוים להכריע את כוחות אלה ולהפנות את הרכב , התנהגות ההיגוי תת-היגוי או על-היגוי תלויה במיקום מרכז הכובד , במהירות נמוכה זה קל יותר לשלוט וקל יותר לשנות את נטיב הנסיעה כאשר למיקום מרכז הכובד השפעתה זניחה, לכן הרכב ממושמע יותר בפניות , הבעיה הנותרת היא התמרון הקשה בחניה.

כדי להילחם בנטייה זו, הצמיגים הקדמיים תורמים להתנגדות לפניה בגין "מקדם ההדבקה" שלהם לכביש (אדהזיה) ומתנגדים לשינוי כיוון הנסיעה. שימוש בצמיגי דפנות נמוכות ונוקשות יכולים לשפר את הדברים כי הצמיג פחות מתעוות מהכוחות הפועלים עליו . מובן שגם כוח הצנטריפוגלי החזק בזמן הפנית הרכב מחייבים צמיגים בעלי אדהזיה גבוהה יותר לשיפור האחיזה וכדי למנוע החלקה , אחרת ההגה אינו מועיל עוד כי המכונית תתחיל להחליק על הכביש .

אף על פי כן, ככל שמהירות המכונית גבוהה יותר אנו זקוקים להיגוי ב-4 הגלגלים וזאת לקבל היגוי בטיחותי.

על ידי חלוקת המשימה ההיגוי על ארבעת הגלגלים, נקבל מכונית ממושמעת ובטוחה יותר בפניות במהירויות גבוהות.

שלא לדבר על היתרון הגדול בתמרונים במוסכים ובנסיעות בתוך העיר, כאשר ההיגוי ההפוך של הגלגלים האחוריים מקטין משמעותית את המרחב הנדרש לתמרון.

החידושים בגישת היצרנים כיום מסתכמים בניצול שיטתי של כוח המחשוב ושל האלקטרוניקה ולהחליף בהצלחה רבה את כל המערכות הישנות והמסורבלות.

כיום, ההיגוי קדימה לא מחובר פיזית להיגוי האחורי. מנוע חשמלי (המסופק על ידי חברת אייסין ואחרות) השוכב לאורך הסרן או המתלה האחורי ומפעיל את הגלגלים תחת דחף של יחידת בקרה אלקטרונית. יחידת המחשוב אוספת מידע מחיישן מיקום ההגה, מד תאוצה וחיישן מהירות רכב. וקובע את מידת הפניית הגלגלים האחוריים.

היתרונות של מערכת כזו ידועים מאז שרנו חנכה אותה על הלגונה בשנת 2007: במהירות נמוכה הגלגלים האחוריים מסתובבים הפוך מהגלגלים הקדמיים בכדי שהרכב יזכה בסיבוב לתוך הפניה עם תמרון קל וזריז. במהירות גבוהה הגלגלים אחוריים מסתובבים באותו כיוון כמו הקדמיים לקבלת פניה בזריזות וביציבות רבה יותר.

גם אודי Q7 (2015) מאמצת היגוי ארבע גלגלים , היא מציידת אותו כאופציה במערכת היגוי ארבע-גלגלים ב-Q7 .

הכניסה המסיבית של טכנולוגיית זו גם ל- e-tron quattro hydride שעכשיו מצוידת בהיגוי לארבעת הגלגלים. ה- Q7 החדש מבטיח להיות מהפכני יותר מכפי שהוכרז על בפרסומים של החברה. זו תהיה אחת הקלסיקות המתקדמות בענף.























David Barzelay

לייק



תגובהשתף

;