4ws на каких авто ставится
4 WS — это…
Технология 4WS (4 Wheel Steer, 4 управляемых колеса, полноуправляемый автомобиль) — технология, обеспечивающая рулевое управление не только передних колес автомобиля, но и задних. Широко применяется на специальной, строительной и военной технике (многоосные тягачи, длиннобазные трехосные автобусы, военные джипы и т.д.), в серийном легковом автомобилестроении широко применялась только в диапазоне 1987-2001 годов. В настоящее время присутствует только на нескольких премиум-моделях.
Бесспорное первенство в легковых 4WS-системах принадлежит японскому автопрому (Toyota, Nissan, Honda, Mitsubishi, Mazda и их премиум-клоны). Просто потому, что больше их серийно почти никто не делал 🙂
После войны экспериментальные модели с 4WS создавала, в частности, фирма Audi (ниже — модель Audi 100 4WS, 1970-е годы):
Принцип действия 4WS
4WS преследует три разные цели, достигаемые одним и тем же решением (изменением мгновенного радиуса поворота):
получить переменную чувствительность автомобиля к повороту руля («острый руль» в парковочно-маневренных режимах и «длинный руль» в скоростных трассовых режимах);
улучшить маневренность в зоне низких («парковочных») скоростей;
повысить устойчивость в зоне высоких («трассовых») скоростей.
На картинке ниже:
1 — автомобиль со всеми управляемыми колесами на высокой скорости;
2 — обычный автомобиль;
3 — автомобиль со всеми управляемыми колесами при маневрировании во время парковок или разворотов на малой скорости.
4ws Часть 2. Принцип работы, диагностика.
Исходя из просмотренного, как человек с техническим складом ума, логично предположил, что один из наших моторчиков отвечает за переключение режимов, а второй — крутит колеса влево-вправо, в зависимости от нужды. Однако, после первой же ревизии моторчиков (замена щеток), стало ясно, что это физически невозможно.
Как видно, несмотря на то, что моторчика два, выходят они через один вал. Значит теория не верна и на самом деле оба моторчика выполняют примерно одну и ту же функцию. Возникает логичный вопрос, зачем же тогда два моторчика? Ответ я понял, когда собирал из двух нерабочих редукторов с моторчиками, один рабочий. Суть в том, что один из моторчиков рассчитан на большую тягу (соответственно менее скоростной), второй же наоборот — меньше тяга, быстрее крутит. Как я понял, сделано для того, чтобы не убивать один мотор, а разделить по нагрузкам, т.к. на скорости нужно меньше усилие для поворота колес.
1- главный электродвигатель, 2- электродвигатель заднего хода
Коды неисправностей системы 4WS (Toyota)
Коды самодиагностики считываются по числу вспышек индикатора «4WS» при замкнутых выводах «TC»-«E1» разъема DLC1 под капотом и включенном зажигании.
11 Электронный блок управления 4WS
12 Неисправность главного электродвигателя заднего рулевого механизма
13 Неисправность привода управления рулевым механизмом
21 Короткое замыкание в системе главного электродвигателя
22 Разрыв цепи в системе главного электродвигателя
23 Блокировка главного электродвигателя
24 Неисправность в работе главного электродвигателя
31 Разрыв в системе электродвигателя заднего хода
32 Неисправность в работе электродвигателя заднего хода
41 Неисправность датчика частоты вращения левого переднего колеса
42 Неисправность датчика системы 4WS
43 Неверная работа датчика системы 4WS
Простейший вариант проверки работоспособности системы 4ws
Допустим вы хотите купить автомобиль, с системой 4ws. Вот нужно проверить работоспособность системы.
1. Стоим на месте, заводим машину крутим руль. Задние колеса должны крутиться в противоположную сторону.
2. Выкручиваем полностью руль в любую сторону (к примеру вправо). Нажимаем кнопку Rev2ws, включаем заднюю передачу. Задние колеса должны стать ровно (как у обычной машины.
3. Даже если первые два пункта пройдены удачно, нужно проверить работу на большой скорости.
Проверка работы на большой скорости
Замкните выводы «Е1» — «Ts», «E1» — «Tc» и включите зажигание.
Вращая рулевое колесо, убедитесь, что задние и передние колеса поворачиваются в одну сторону.
Что же происходит, когда система работает некорректно?
Бытует мнение, что неисправная система 4ws, автоматом становится в «режим трассы» (якобы «аварийный» режим). Фигня все это. При наличии неисправности, 4ws зависает в том режиме, в котором оно уперлось в «тупик». У меня оно клинило и в режиме трассы, и в режиме парковки, а иногда даже ровно колеса заклинивали.
Какие режимы есть у 4ws?
Режима всего три (не считая кнопочек).
1. 0-40 км/час ( режим парковки), задние колеса крутятся в противоположную сторону от передних, дабы уменьшить радиус поворота.
2. 40-60 (режим овоща), задние колеса становятся ровно, как у обычной машины.
3. 60+ (режим трассы), задние колеса крутятся в ту же сторону что и передние (меньше вероятность заноса на скорости).
У меня сеть кнопка sport и rev2ws. Как это связано с 4ws? что делают эти кнопки?
По поводу спорта, изначально думал что оно будет всегда колеса ставить в режим трассы, но потом пришел к тому, что при нажатой кнопке, увеличивается угол поворота задних колес.
Sport — увеличивает угол поворота задних колес.
Rev2ws — При нажатой кнопке, когда включаем заднюю передачу, задние колеса будет становится ровно, т.е. как у обычной машины. Зачем это нужно? Ответ в картинке снизу.
Вот я и поделился тем, что сам не мог найти в интернете, либо даже если находил, то это давалось очень сложно и по чуть-чуть.
Кому интересно, напоминаю:
4ws Часть 1.
4 WS — система управления 4-мя колёсами.
Решил поделиться информацией с теми, кого это заинтересует. Итак, система 4WS — расшифровыается это как «4 wheels steering», говоря по-русски — 4 управляемых колеса. Преимущества полноуправляемого автомобиля очевидны, но система не получила широкого распространения, ввиду того, что помимо неоспоримых плюсов, имелись и минусы, о которых я расскажу ниже.
Первая подобная система появилась в 1987 году, на одной из модификаций автомлюиля Honda Prelude.Естественно, что остальные японские производители не обошли стороной этот момент, и уже в течение пары лет подобные системы были установлены на автомобилях Mitsubishi, Mazda и Toyota. Это явление коснулось лишь японских автопроизводителей по причине большого количества транспортных средств на квадратный километр, и вытекающих отсюда усложненных условий парковки и маневрирования.
Несмотря на попытку многих автопроизводителей переплюнуть друг друга, самую простую, недорогую и легкую систему (
15 кг) предложила именно Хонда.
Теперь давайте рассмотрим для чего всё это собственно нужно?
Одно из очевидных преимуществ — повышенная маневренность в стесненных городских условиях, и при парковке.
Второй момент — повышенная устойчивость при резких маневрах на высокой скорости.
У системы 4WS два режима работы, которые привязаны к скорости автомобиля. На невысоких скоростях при повороте руля в одну из сторон, задние колёса поворачиваются в сторону противоположную передним, тем самым сильно сокращая радиус поворота, или разворота.
На скорости задние колёса поворачиваются в ту же сторону, что и передние, тем самым обеспечивая увеличение мгновенного радиуса поворота, это приводит к уменьшению сил инерции, которые действуют на автомобиль, а это позволяет ему изменить траекторию, практически без риска сорваться в занос.
Вот здесь появляется вопрос «Каковы пределы?»
Отвечу так — для того, чтобы управлять автомобилем оснащенным такой системой нужна практика и привычка, ведь заносы все таки случаются, как раз из-за работы системы они происходят с легким запаздыванием, и человека неопытного могут застать врасплох, но я надеюсь, что немного людей, которые будут на скорости 120 км/ч пробовать вписаться в 90 градусный поворот.
Принцип работы системы основан на двух датчиках(на Прелюдах 4-го поколения датчиков было 3), один из которых установлен на рулевой рейке, а другой — под рулевым колесом, так же используется датчик скорости, все эти показания отправляются на блок управления 4ws, который собственно и отдает команды на электропривод задней оси.
Теперь о минусах: Система достаточно капризна, чаще всего выходят из строя датчики, и возникают люфты на металлических частях механизма управления, ввиду износа. Но весь механизм вполне ремонтопригоден, и достаточно 1 раз привести его в чувство, и он будет работать достаточно долго.
Единственный нюанс — автомобилям оснащенным такой системой необходим специализированный сход-развальный стенд, и процедура настройки датчиков, но это вполне возможно сделать на СТО официального дилера Хонда.
Принцип работы 4WS
Цель этой статьи, развеять все противоречия относительно необходимости вовремя обслуживать автомобиль. Часто приходится разбирать споры о том, в какую сторону поворачиваются колеса и должны ли они вообще поворачиваться. Достаточно обратиться к достоверному источнику по обслуживанию автомобиля, то есть к мануалу.
Система состоит из механического модуля (в виде набора тросов, шестеренок и моторчика) и электронного механизма управления (компьютер в совокупности с насосом гур). При повороте руля задняя рейка управляется тросом с электронной функцией уравновешивания рулевого управления. Существует электронная резервная функция управления, которая выполняет стабильный контроль устойчивости.
Предположим, что автомобиль, не обязательно Маджеста, идет со скоростью 100км/ч по прямой магистрали, не здесь, а в тридевятом государстве, и, вдруг, колеса задней оси повернули всего лишь на один градус в сторону от курса, я повторяю, предположим!
Исходные данные:
a≈r – радиус окружности, описывающей траекторию движения;
b – длина колесной базы;
c – дуга, представляющая траекторию движения;
d – ширина колеи;
e – ширина полосы движения;
f – ширина обочины;
g – интервал от бочины до лееров;
l – хорда, представляющая леера, препятствующие траектории движения.
Зная простейшие законы гармонии в природе, на основе исходных данных можно составить уравнение, описывающее путь, пройденный от выворота задних колес на один градус до наматывания на леера:
где: L – это и есть то самое расстояние до точки невозврата.
Но это всего лишь абстрактное предположение, то есть, чтобы выразиться понятнее, нужно вычислить, сколько времени нужно до совершения аварии.
Как видите, уравнение выведено без лишних прелюдий, то есть, что такое хорда, дуга и радиус окружности, я объяснять не стал.
Итак, внимание:
где: S — крейсерская скорость; T — время, которое нас интересует.
Короче, при стандартной ширине дорожного полотна вместе с расстоянием до ограждения на дорогах с разрешенной скоростью 100 км/ч, времени для совершения маневра остается всего 1,2 секунды! А это, между прочим, всего 33,7 метра, при такой то скорости. Моргнуть не успеете!
Много это, или мало, решайте сами! А ученые, между прочим, давно посчитали, что от возникновения аварийной ситуации до принятия решения в среднем человеку нужна секунда. Да еще и нужно к этой теории прибавить то, что на дорогах с разрешенной скоростью 100 км/ч, классический персонаж, любящий быструю езду, думает, что знаки, ограничивающие скоростной режим, придуманы для велосипедистов…
Система скоординированного контроля включает в себя iFour, ABS, VSC и даже пневмоподвеску вместе с TEMS!
4WS управляет машиной на основе скорости рыскания, генерируемой при активации ограничения межосевого дифференциала, при срабатывании ABS. Более стабильное положение автомобиля обеспечивается переключением давления пневматической подвески на более высокий уровень.
Диагноз следующий: чтобы машину не бросало внезапно при резких маневрах на высокой скорости, когда вы задумали поиграть в шашечки среди оживленного потока таких же непредсказуемых водителей, не обязательно отрезать все шланги и тросы, чтобы отключить заднюю рейку, а нужно просто привести в работоспособное состояние все системы обеспечивающие курсовую устойчивость!
Авто-потроха: что у машинок внутри?
Устройство и принцип действия автомобильных технологий, узлов и агрегатов
Технология 4WS (+HICAS)
4WS (4 Wheel Steer, 4 управляемых колеса, полноуправляемый автомобиль) — технология, обеспечивающая рулевое управление не только передних колес автомобиля, но и задних. Широко применяется на специальной, строительной и военной технике (многоосные тягачи, длиннобазные трехосные автобусы, военные джипы и т.д.), в серийном легковом автомобилестроении широко применялась только в диапазоне 1987-2001 годов. В настоящее время присутствует только на нескольких премиум-моделях. Данная технология не связана с т.н. «самоподруливающими» подвесками (пассивные системы, изменяющие положение задних колес только на движущемся автомобиле за счет упругих свойств подвески), т.е. подразумевает активное управление задними колесами.
Бесспорное первенство в легковых 4WS-системах принадлежит японскому автопрому (Toyota, Nissan, Honda, Mitsubishi, Mazda и их премиум-клоны). Просто потому, что больше их серийно почти никто не делал 🙂
Принцип действия 4WS
4WS преследует три разные цели, достигаемые одним и тем же решением (изменением мгновенного радиуса поворота):
Мгновенный радиус поворота, он же мгновенный центр поворота (МЦП) — центр пересечения перпендикуляров к направлению движения всех колес автомобиля.
На малой скорости и при значительном повороте руля задние колеса поворачиваются в сторону, противоположную передним, что при маневре той же кривизны позволяет крутить руль на меньший угол. Т.е. чувствительность рулевого управления и маневренность в таком режиме повышаются, радиус поворота уменьшается.
На большой скорости — в быстром вираже или при перестроении из ряда в ряд — задние колеса поворачиваются на небольшой угол в ту же сторону, что и передние. Т.е. автомобиль, совершая перестроение на автостраде или объезжая неожиданно появившееся препятствие, будет не столько поворачивать, сколько «переходить» из ряда в ряд параллельно полосам разметки.
Что это даст? Машина будет двигаться по дуге меньшей кривизны и большего радиуса. Момент, поворачивающий машину вокруг вертикальной оси (силы инерции), будет меньше — стало быть, уменьшится и риск потери курсовой устойчивости и развития заноса задней оси. Чтобы автомобиль не слишком резко реагировал на действия водителя в таком режиме, угол подруливания задних колес обычно ограничивают величиной в 5 градусов.
Конструкция 4WS
Разные фирмы использовали разные схемы 4WS с различной настройкой на углы поворота и скорости срабатывания:
Для обслуживания системы 4WS и, в частности, для установки развала-схождения требуются специальные стенды.
4WS Toyota
На примере Toyota Carina ED:
В машине установлены две клавиши управления системой 4WS:
В случае выхода из строя электронной составляющей системы 4WS она автоматически приводится в состояние «высоких скоростей», т.е. задние колеса подруливают в ту же сторону, что и передние – радиус поворота при этом увеличивается и катастрофически приближается к «КАМАЗовскому».
Механическая часть системы представляет из себя рулевой вал и что-то типа редуктора в задней части машины, из которого выходят задние рулевые тяги.
4WS Honda
До 1992 года Honda использовала механическую систему привода 4WS. Справа: кинематическая схема согласующего механизма поворота задних колес купе Honda Prelude образца 1987 года.
1 — входной вал и диск с эксцентриком; 2 — планетарная передача с внутренним зацеплением; 3 — шестерня внутреннего зацепления с выходным эксцентриковым валом; 4 — скользящий вкладыш; 5 — направляющая; 6 — рулевые тяги.
При повороте рулевого колеса задние колеса сначала поворачиваются в пределах 1.7 градуса в том же направлении, что и передние колеса. Продолжение поворота рулевого колеса полностью меняет направление поворота задних колес (см. диаграмму слева).
Система Honda была не только простой и недорогой, весила всего 15 кг, однако ее эффективность и точность в работе были далеки от идеала.
Начиная с 1992 года, Honda заменила механическую систему 4WS электрогидравлической. Задние колеса в ней поворачиваются с помощью специального рулевого механизма с электроприводом, встроенного в довольно сложную заднюю подвеску. А управляет им специальный электронный блок, который получает от нескольких датчиков информацию о скорости автомобиля, об угле поворота руля, передних и задних колес и т.д.
В начале 21 века технология 4WS на моделях компании была сменена технологией ATTS.
4WS Mazda
Mazda широко применяла системы 4WS на своих моделях. Сравнительные тесты одной и той же модели (Xedos 9) показали следующую максимальную скорость в прохождении слалома между фишками, расставленными в 10 метрах одна от другой:
4WS Mazda электрогидравлическая и управляется компьютером с учетом скорости, радиуса поворота, состояния дорожного полотна и его наклона.
Справа — система 4WS модели 626:
1 — гидравлический насос; 2 — гидроусилитель механизма поворота передних колес; 3 — передаточный вал к задним колесам; 4 — блок управляющих клапанов гидросистемы; 5 — гидроусилитель механизма поворота задних колес; 6 — электронный блок управления; 7 — датчики скорости; 8 — гидравлический аккумулятор.
4WS Nissan
По сути, первым 4WS-автомобилем массового производства был Nissan Skyline (не GT-R, 1985 год). Задние колеса поворачивались в том же направлении, что и передние, с максимальным углом 0.5 градуса за счет поворота задней подвески целиком.
Nissan HICAS
HICAS (High Capacity Actively Controlled Steering) — технология 4WS фирмы Nissan, предназначенная прежде всего для повышения управляемости автомобиля в поворотах. Применена на моделях Nissan и Infinity, начиная с 1986 года — Skyline GTS купе (GTS, GTS-R, GTS-X), Passage GT, Fairlady Z (300ZX), Cefiro (A31), 240SX, Silvia (S13 и S15), 180SX, Serena, Largo, Laurel, Stagea Autech Version, Q45, M45/M35 и G37.
Ранние версии HICAS использовали гидравлический привод, запитанный от насоса ГУР и управляемый от датчика скорости.
Поздние версии HICAS, т.н. Super HICAS, используют электропривод на рулевой рейке, который конструктивно намного легче и управляется собственным компьютером. Обе системы, и HICAS и Super HICAS, ограничивают поворот задних колес углом в 10 градусов.
Цель HICAS — обеспечить устойчивое прохождение автомобилем поворотов на скорости за счет изменения поворачиваемости с нейтральной на избыточную при входе в поворот и на недостаточную на выходе. Это облегчает вход в поворот и выход из него под тягой.
Основной недостаток HICAS, кроме стоимости ее обслуживания и дополнительного веса — жесткая корреляция с размерностью колес, которая в «гражданском» варианте фиксирована, а в «гоночном» требует настройки в зависимости от вылета и ширины шины.
Диагностика HICAS
Прежде чем приступать к проверке HICAS, проверьте уровень жидкости в бачке ГУ. При необходимости — долейте. Марка используемой жидкости указана на крышке бачка. Двигатель должен быть прогрет, все нагрузки выключены, автомобиль установлен на ровной площадке, зажигание выключено, КПП в «нейтрали» (М/Т) или в «паркинге» (А/Т), передние колеса установлены прямо.
Если при включении зажигания лампа HICAS горит, то:
Если лампа HICAS не гаснет, то необходимо зайти в режим диагностики:
После этих действий лампа HICAS на 5 секунд загорится, на 5 секунд погаснет и начнет моргать с интервалом около 1 секунды. Одновременно задние колеса начнут сами поворачиваться влево – вправо. Это позволяет проверять люфты и регулировать углы поворота.
Выход из диагностики в нормальный режим произойдет через 5 минут, либо если поехать быстрее 10км/ч, либо выключить зажигание.
Коды диагностики HICAS 1989-1993
Всего вспышек будет 9, потом все повторится сначала. Если вспышка короткая (0,1 сек), то кода нет (т.е. если лампа просто моргает короткими вспышками, то все в порядке). Если вспышка длинная (примерно 1 сек), соответствующий код есть.
Например. Первая вспышка короткая, вторая, третья, четвертая тоже короткие, а пятая длинная, потом снова все остальные короткие. Это значит, что все позиции в списке (см. ниже) исправны, кроме пятой. Пятая позиция – это датчик скорости. Раз вспышка длинная, то он (или его цепи) неисправен.
Коды диагностики HICAS 1993 — 1999
Лампа HICAS быстро мигает в случае отсутствия ошибок или выдает флеш-код ошибки (длинная вспышка = первая цифра ошибки, короткие вспышки = вторая цифра ошибки).
Модели легковых автомобилей с системой 4WS
4WS в России
В России 4WS системы ограничены штучными экспериментальными разработками, например, продукцией НПП «Солитон»:
Полноуправляемый автомобиль на базе УАЗ-31512
На автомобиле реализована электромеханическая система управления поворотом колёс переднего и заднего моста. Управление поворотом колёс механически разделено, что позволяет поворачивать колёса автомобиля с разными алгоритмами:
Все эти режимы позволяют максимально повысить маневренность и проходимость автомобиля на пересечённой местности.
При разработке системы управления использовались штатные трансмиссионные элементы автомобиля УАЗ и оригинальные компоненты производства НПП «Солитон».
Этот автомобиль демонстрировался на выставках «Автоэкзотика-2004» и «Автомобили двойного назначения» в г. Бронницы, где пользовался неизменным интересом у зрителей.
Плавающий полноуправляемый автомобиль на базе серийно выпускаемых агрегатов отечественных легких внедорожников «ЛЕШИЙ»
История 4WS
Наиболее ранние примеры 4WS-систем зафиксировано в начале 20 века (на фото ниже — трактор Caldwell Vale, 80лс, 1910 год).
4WS также применялся на немецких военных автомобилях в 1937-38 годах. Известны 4WS-шасси фирмы Mercedes-Benz и BMW (справа — шасси BMW 325, 1937-1940гг). Также системы 4WS ставились на некоторые американские военные джипы.
После войны экспериментальные модели с 4WS создавала, в частности, фирма Audi (ниже — модель Audi 100 4WS, 1970-е годы):
В настоящее время 4WS применяется в основном на тяжелой и негабаритной технике (длиннобазные трехосные городские автобусы, строительная и военная техника) — там, где повышенная маневренность действительно нужна.
Так, из шести осей колесного шасси «Волат» МЗКТ-79191 управляемыми являются три передние и две задние:
Перспективы 4WS
В настоящее время перспективные разработки в направлении 4WS сосредоточены на повышении не маневренности автомобиля, а его устойчивости.
Компания Delphi (США) в 2004-м году разработала систему Active Rear Steering (ARS). Суть данной системы — удерживать машину на курсе не подтормаживанием колес, как это делают нынешние системы ESP и курсовой устойчивости, а с помощью активного подруливания задних колес, управления избыточной или недостаточной поворачиваемостью без снижения скорости. Работая вместе с АБС, система ARS может стабилизировать автомобиль при торможении на «миксте» — покрытии с неравномерным коэффициентом сцепления. И, естественно, задние управляемые колеса помогут повысить маневренность в городских условиях или сделать более безопасным движение с тяжелым прицепом. Минусом системы ARS, как и у ее предшественников, является наличие отдельной рулевой рейки — т.е., по сути, второго рулевого механизма.
Концерн Continental (Германия) в рамках проекта Global Chassis Control (GCC) для управления задними колесами предлагает «играть» длиной рычагов подвески с помощью компактных исполнительных механизмов с электро- или гидроприводами. В первом случае электропривод регулирует длину тяг, а во втором — встроенный в шарнир гидроцилиндр изменяет положение рычага относительно кузова. Т.о. для каждой конкретной ситуации подбираются оптимальные углы установки колес, причем правое и левое колеса управляются независимо друг от друга.
На рисунке ниже: 1 — блок управления, 2 — электрические исполнительные механизмы, 3 — аккумуляторная батарея, 4 — датчик угла поворота руля: