name | autoweek.cz

Aktivní řízení zadních kol Porsche 4WS

11.04.2014 | Vladimír Rybecký | Aktuality

Řízení všech čtyř kol není úplnou novinkou. Elektronicky ovládaný aktivní systém, který uvedlo do sériové produkce Porsche, je ale po mechanické stránce překvapivě jednoduchý a přitom vysoce efektivní. Porsche za tento systém získalo ocenění TechnoBest 2013.

Počátky

Aktivní řízení všech čtyř kol (4WS, tedy Four Wheel Steering) se u sériových aut objevilo už v 80. letech. Průkopníkem tohoto zprvu s velkým nadšením přijímaného systému byla Honda (model Prelude byl v roce 1987 prvním sériovým autem v historii vybaveným řízením všech kol). Následovaly ji i další japonské značky. V Evropě řízení zadních kol uvedlo BMW v roce 1989 u řady 8 (E31). Jednalo se o složité mechanické systémy, které ovšem za určitých okolností dokázaly řidiče dostat do velmi nepříjemných situací.

V roce 2008 se řízení všech kol vrátilo do Evropy, když Renault uvedl model Laguna ve verzi GT se systémem 4Control. Ten byl vyvinut ve spolupráci s japonskou společností Aisin a vycházejí ze systému HICAS (High Capacity Actively Controlled Steering)používaného ve vozech Nissan a Infiniti. Využívá hydraulické ovládání natáčení zadních kol, čímž odstraňuje nedostatky mechanických systémů. Systém 4Control dodává Laguně GT skutečně vynikající ovladatelnost, takže je s podivem, že si tato verze nezískala větší oblibu u kupujících.

Princip

K dosažení potřebného efektu je přitom potřeba velmi málo - natočení zadních kol pouze o 1,5° až 3° na obě strany. Při natočení zadních kol opačným směrem, než se natáčejí přední kola, se zmenšuje průměr zatáčení, což usnadňuje ovládání vozu v ostrých zatáčkách. Naopak natočení všech kol stejným směrem (nikoliv ale pod stejným úhlem) zvyšuje stabilitu vozu při rychlé jízdě. Zjednodušeně lze tento efekt popsat jako radikální zkrácení rozvoru náprav v případě potřeby obratnějšího auta a naopak podstatné prodloužení rozvoru při jízdě velkou rychlostí.

Moderní elektronika dokáže odstranit nedostatky původních mechanických systémů. Vše podstatně zjednodušuje a především reaguje skutečně bleskurychle. Rychle reagující nezávisle působící elektromotory s oddělným ovládáním řídicí jednotkou dokáží nahradit klasický složitý mechanický převod, takže mohou vyniknout nepopiratelné přednosti řízení všech kol.

Při rychlosti 2 km/h jsou zadní kola natočena v opačném směru než přední s maximálním úhlem -2,8°, kterému odpovídá zmenšení natočení volantu o 45°. Úhel  -2,8° má posunem osy otáčení stejný efekt, jako zkrácení rozvoru náprav o 250 mm. S rostoucí rychlostí se úhel natočení zmenšuje až do rychlosti 65 km/h, kdy jsou zadní kola v neutrální poloze. Při vyšší rychlosti se kola začnou natáčet ve stejném směru jako ta přední až do úhlu +1,5°, což má stejný efekt, jako prodloužení rozvoru náprav o plných 500 mm.

Porsche 4WS

Konstruktéři u Porsche se museli vyrovnat s velmi omezeným prostorem, daným tím, že model 911 má motor a převodovku mezi zadními koly. Vzhledem k blízkosti motoru, výfukového potrubí a brzd je navíc celý systém vystaven extrémnímu teplotnímu namáhání.

Spojovací tyče řízení jsou u zadní nápravy nahrazeny dvojicí elektromechanických ovládacích jednotek - aktuátorů. Každý má maximální výkon 75 W a největší zdvih 1/- 13,5 mm. Jako neodpružená hmota jsou aktuátory vystaveny i velkým vibracím, což komplikuje technické řešení vzhledem k požadavku na garantování velké spolehlivosti. A aby vše nebylo tak docela snadné, je celý prostor vystaven velkému znečištění od prachu a kamínků z povrchu silnice. Navíc vše samozřejmě musí být i voděodolné.

Jednoduchosti systému bylo dosaženo tím, že veškerá uložení prvků zadní nápravy jsou konstruována tak, aby umožnila požadované natočení jen svou pružnou deformací. Tomu se musely uzpůsobit i hnací hřídele, tlumiče pérování a pružiny. Pravá i levá strana jsou zcela stejné, jen zrcadlově obrácené.

Pohyb aktuátoru je realizován elektromotorem s řemenovým převodem. Řídicí jednotka systému je umístěna uvnitř celého bloku. Je logické, že konstrukce celého zařízení je prostorově velmi složitá, ale na druhou stranu zde nejsou potřeba žádné kabely ani řídicí tyče od centrálního elektromotoru. Řídicí jednotky aktuátorů jsou propojeny a ovládány přes sběrnici vozidla P-CAN (Private Controller Area Network).

Celý systém přidává na hmotnosti vozidla jen 7 kg. Je konstruován tak, aby se v případě jakýchkoliv problémů uzamkl. Zablokuje se ve stabilní bezpečné pozici a vůz se poté v nouzovém režimu řídí úplně normálně jako bez tohoto systému.

Systém aktivního řízení zadních kol Porsche byl vyvinut ve spolupráci se společností ZF. Náklady na vývoj činily 25 milionů eur.

Test na okruhu NAVAK

Na zkušební trati NAVAK nedaleko Bělehradu se členům poroty AutoBest dostalo ojedinělé možnosti porovnat jízdu se dvěma vozy Porsche 911 (997) - klasickou verzí Carrera S a variantou Turbo S vybavenou systémem řízení všech kol.

Carrera S je typické Porsche, ovšem ve špičkové verzi určené jen pro ty, kteří dokáží ocenit jeho brutální nástup výkonu i při sebemenším sešlápnutí pedálu plynu. Řidič musí být neustále připraven reagovat na snahu zádě vozu pokračovat tam, kam jej nutí odstředivá síla. Při průjezdu slalomovou tratí se už od třetího či čtvrtého oblouku záď začíná vymykat kontrole, takže je potřeba včas trochu ubrat. Při získání potřebného cviku se ale dá vše udržet zcela pod kontrolou. Pro ty, kteří to dokáží ocenit, jde o nesmírně zábavné auto. Vyžaduje neustále plné soustředění řidiče a za to jej odmění úžasnými zážitky z jízdy jako žádný z konkurentů.

Turbo S přináší dramatickou proměnu chování. Vůz se s řízením zadních kol snáz dostává na limit a přitom se chová předvídatelněji, což přináší jednodušší ovládání. Skutečnou inovací systému je dosažení dosud nevídané dynamiky reakce vozidla při zatočení volantem. Doba zpoždění reakce zádě na pohyb volantu resp. natočení předních kol se dramaticky zkrátila, což je velmi významné plus především u vozidla s motorem vzadu. Průjezdy zatáčkami jsou s řízením zadních kol mnohem klidnější a méně dramatické. Jízda slalomem mezi kužely je naprosto plynulá jako po kolejích i při hodně vysoké rychlosti.

Turbo S není autem, u něhož by někdo oceňoval přednosti tohoto systému při manévrování v omezeném prostoru v městském provozu, ale mnohem více řidiče potěší potřeba znatelně menšího natočení volantu při průjezdu hodně "utahujícími" zatáčkami. Také v rychlých táhlých zatáčkách opět stačí mnohem menší pohyb volantem pro udržení vozu v potřebném směru.

Díky výkonovým parametrům (412 kW/700 N.m) je Turbo S stále brutálním dravcem, ale pro většinu řidičů je snáz zvladatelné a vhodnější i do běžného provozu ke každodenním jízdám.

Nepochybuji ale o tom, že pravověrní příznivci modelu 911, kteří u tohoto vozu milují právě ono kouzlo pohybu zádě zcela na hraně, raději sáhnou po verzi bez řízení zadních kol. Na druhou stranu je jisté, že díky tomuto systému se pro tento mimořádný vůz může rozhodnout i mnozí z těch, kteří z běžné Carrery mají celkem oprávněné obavy.