Aktywny układ kierowniczy tylnej osi, zintegrowany z układem kierowniczym samochodu, wyposaża coraz więcej pojazdów: od Porsche 911 GT3/RS po Ferrari 812 Superfast czy nawet najnowsze Renault Mégane RS.
Te systemy nie są nowe. Od pierwszych pasywnych układów kierowniczych do najnowszych aktywnych układów, ścieżka rozwoju i ograniczania kosztów tej technologii była długa, ale firma ZF opracowała pierwszy aktywny układ kierowniczy, który kompleksowo wyposaży pojazdy produkcyjne.
Pomijając względy marki, jeden z najbardziej utytułowanych producentów komponentów samochodowych na świecie (8. z rzędu tytuł w 2015 r.), ZF, zrewolucjonizował aktywne układy kierownicze tylnej osi naturalną ewolucją poprzednich systemów, tańszych i mniej skomplikowanych.
Z czego składa się układ kierowniczy ZF?
Pomijając akronimy i nomenklatury, zobaczymy wiele marek korzystających z podstawy systemu sterowania ZF, który wewnętrznie nazywa się AKC (Active Kinematics Control). Z marki na markę zmienia nazwę, ale będzie to ten sam system.
Nazwa, którą nadała mu ZF, daje nam nawet dobrą wskazówkę na temat natury tego systemu. Z kontroli sił kinematycznych możemy od razu wywnioskować, że układ działa na siłę ruchu, ale nie chcemy rozwodzić się nad zagadnieniami Fizyki Stosowanej czy Podstaw Mechaniki Klasycznej. Proszę nie…
System ten jest kontrolowany przez moduł sterujący (ECS), który jest odpowiedzialny za aktywne zarządzanie za pomocą parametrów odbieranych przez czujniki prędkości, kąta skrętu kół i ruchu kierownicy — wszystkie funkcje związane ze zmianą kąta zbieżności tylnych kół.
Ta sama zmienność kąta zbieżności tylnych kół może wzrosnąć do 3º różnicy między pozytywną i negatywną wariacją. To znaczy, przy kącie ujemnym, koła widziane z góry mają wypukłe ustawienie tworzące V, gdzie wierzchołek tego samego V reprezentuje kąt 0°, wystający otwór kół na zewnątrz. Odwrotna sytuacja ma miejsce przy kącie dodatnim, gdzie zbieżność kół tworzy Λ, rzutując kąt koła do wewnątrz.
W jaki sposób system ZF AKC radzi sobie ze zmianą kąta zbieżności kół tylnej osi?
Podobnie jak systemy z przeszłości, wszystkie wykorzystują siłowniki hydrauliczne lub elektrohydrauliczne. ZF jest elektrohydrauliczny i ma dwie różne formy: lub as centralny lub podwójny siłownik . W przypadku pojazdów wyczynowych stosuje się siłowniki elektrohydrauliczne umieszczone na zawieszeniu każdego koła.
W rzeczywistości, gdy pojazdy są wyposażone w siłowniki podwójne, zastępują one górne ramię zawieszenia, w którym do górnych ramion łączy się kolejne ramię poprzeczne. Działanie siłowników odpowiada bezpośrednio na sygnały z modułu sterującego ECS, który w czasie rzeczywistym zmienia kąt zbieżności kół tylnej osi.
Jak działa system ZF AKC?
Jak już wspomniano, dane wejściowe, które podajemy na kierownicę, kąt skrętu przedniego koła i prędkość, pozwalają modułowi sterującemu ECS określić zmienność aktywnego układu kierowniczego. W praktyce, przy małej prędkości lub podczas parkowania, aktywny układ kierowniczy zmienia kąt tylnych kół w kierunku przeciwnym do przednich, zmniejszając kąt skrętu i sprzyjając parkowaniu równoległemu.
Podczas jazdy z większą prędkością (od 60 km/h) atuty aktywnego układu kierowniczego zapewniają większą stabilność na zakrętach. Na tym etapie tylne koła obracają się w tym samym kierunku co przednie koła.
Gdy pojazd jedzie bez ruchu kierownicą, moduł sterujący automatycznie przyjmuje, że nie jest używany, co pozwala zaoszczędzić energię. W rzeczywistości aktywny układ kierowniczy ZF to system „Steering on Demand”, ale także system „Power on Demand”.
ZF zajęło lata demokratyzacja tego aktywnego układu kierowniczego, a Porsche było jednym z pierwszych producentów, którzy zmontowali tę nową generację aktywnego układu kierowniczego jako serię w 2014 roku. W 2015 roku, po roku dojrzewania systemu, Ferrari podążyło tą samą ścieżką. W przyszłości mogą to być prawie wszystkie modele sportowe, biorąc pod uwagę kompatybilność rozwiązania technicznego opracowanego przez ZF.