Хвост, управляющий зверем
Впервые об этой инновации мы писали в августе 2013 года: «Очень интересна система активного управления AKC (Active Kinematics Control), которая в этом году будет запущена в серийное производство. Собственно, это управление колесами заднего моста, “подруливание" за счет изменения их углов. Такая помощь передним колесам нередко оказывается как нельзя кстати».
В то время концерн ZF готовился к Автосалону-2013 во Франкфурте и демонстрировал журналистам перспективные разработки. А вскоре система AKC стала вполне себе конвейерной – теперь она устанавливается на спортивные модели Porsche 911 Turbo и 911 GT3. Но обо всем по порядку.
Кинематическая схема, при которой колеса заднего моста являются управляемым, а главное, соотносят свои углы поворота с углами передних колес, давно не давали спокойно спать автомобильным инженерам.
Еще бы! Такая конструкция способна сделать автомобиль более динамичным и безопасным, даря водителю утонченное наслаждение – особенно при при прохождении поворотов.
Опыты создания «подруливающих хвостов», конечно, были. Но реализация идеи оборачивалась высокими затратами, сложностью в обслуживании, неоправданно высоким расходом топлива и прочими приземленными реалиями. И вот удалось найти решение, устраивающее всех. Как уже говорилось, концерн ZF представил систему активного изменения угла схождения задних колес.
Понять, насколько непростой была эта работа, поможет небольшой экскурс. Выбор правильного угла схождения – одна из основных задач при конструировании подвески. От этого зависит, в том числе, курсовая устойчивость при движении и торможении, а также точность рулевого управления. В серийном автомобиле углы схождения и поворота, рассчитанные при проектировании, уже не должны меняться. А тут активное управление, да еще углами задних колес!
Разумеется, разработке и внедрению предшествовали длительные исследования. Важно было понять: как влияют на управляемость изменения угла схождения задних колес. А главное, как эти изменения согласуются с углами поворота передних колес.
Для управления схождением разработали «хитрый» регулируемый по длине рычаг. Он позволил играть схождением как угодно – не только сводить или разводить колеса, но и поворачивать их в одну сторону. А тут можно говорить не только об угле схождения, но и об угле поворота задних колес! Он-то и обеспечивает подруливающее движение заднего моста. В итоге оказалось, что небольшое варьирование угла поворота (около трех градусов) позволяет добиться ощутимого улучшения управляемости автомобиля.
Накопленные данные воплотились в проект, потом в «железо», электронику и алгоритмы управления. Выявленные закономерности «прошили» в программах. Подруливание возложили на сервоприводы, не связанные механически с рулевым колесом. Таким образом, AKC получилась полностью электронной, что позволяет связать ее с другими электронными системами любого легкового автомобиля – например, системой динамической стабилизации ESP. В автомобиле нет ESP? Не беда – можно работать напрямую с антиблокировочной системой ABS. Такой тандем повысит устойчивость при торможении на любой траектории движения.
Интересно, что АКС работает не всегда, а лишь по необходимости, определяемой блоком управления. Разработчики называют это Power-on-Demand – «мощность по запросу». А значит, АКС еще и экономична.
В зависимости от требований автопроизводителя и пространства для монтажа, система предлагается в двух вариантах: с центральным модулем заднего моста (так называемая система с центральным приводом) либо с отдельным приводом на каждое заднее колесо, как это реализовано в моделях Porsche 911 Turbo и 911 GT3.
По словам д-ра Петера Хольдманна, ответственного за бизнес-сегмент систем шасси в профильном подразделении ZF, данная технология является оптимальным решением практически для любой дорожной ситуации.
Когда автомобиль медленно движется по узким улицам, задние колеса поворачиваются в направлении, противоположном повороту передних колес. При этом угловая скорость поворота относительно вертикальной оси увеличивается, а радиус поворота уменьшается – выигрыш составляет до 10%. Понятно, что маневренность при этом увеличивается.
На более высокой скорости (начиная с 60 км/ч) система поворачивает задние колеса в ту же сторону, что и передние, благодаря чему происходит улучшение курсовой устойчивости и динамических характеристик автомобиля.
Такой вот подарок сделал концерн ZF производителям автомобилей. И внедрил его на Porsche. Впрочем, эти два промышленных гиганта сотрудничают уже давно. Вот список технических решений ZF, используемых знаменитым автомобильным «грандом».
Модель Porsche 911 – сцепление, 7DT (7-ступенчатая роботизированная коробка передач), 7МТ (7-ступенчатая автоматическая коробка передач), электронные компоненты, детали подвески.
Модель Boxster – электронные компоненты, детали подвески, сцепление, 7DT (7-ступенчатая роботизированная коробка передач) .
Модель Cayenne – электронные компоненты, детали подвески, амортизационные системы с электронной регулировкой жесткости, система активной стабилизации.
Модель Cayman – 7DT (7-ступенчатая роботизированная коробка передач), сцепление, детали подвески и электронные компоненты.
В следующем номере мы продолжим рассказ о компании ZF.
Фотографии ZF и Porsche
