차량은 기술적으로 점점 더 복잡해지고 물리적으로 더 커지고 엄청나게 무거워지고 있습니다. 당신을 바라보고 있습니다. GMC 허머 . 그 중 일부는 전복 위험, 오프셋 충돌, 차량 충돌 구조에 고강도 강철의 필요성에 대한 안전 기준이 높아졌기 때문이지만 안전만이 유일한 원인은 아닙니다. 고밀도 배터리 시스템으로 인해 무게를 추가한 전기 제품도 많이 있습니다.
이러한 확장 추세 뒤에 있는 이유가 무엇이든 결과는 동일합니다. 즉, 처리가 엉망입니다. 무게와 크기는 끔찍하게 느린 방향 변경을 만듭니다. 배를 고치는 것이 어렵다는 옛 속담이 떠오른다. 그러나 소비자들은 여전히 6,000파운드의 Rolls-Royce Cullinans에서 스포츠카 핸들링을 요구합니다. 이것이 바로 4륜 조향 장치가 자동차 세계의 기계적인 주류 중 하나가 된 이유입니다.
4륜 조향이라는 용어에는 전륜 조향 및 후륜 조향(Tesla의 최신 Cybertruck 발표에서와 같이)과 같은 몇 가지 변형이 있습니다. 너무 많은 용어와 브랜드 이름이 떠돌아다니기 때문에 최신 Porsche 브로셔를 훑어보는 일반 사람들에게는 매우 혼란스러울 수 있습니다.
1893년에 발명된 후륜 조향 장치를 더 잘 설명하기 위해 The Drive's 가이드 및 기어 섹션에서는 4륜 조향 시스템, 작동 방식, 제작사, 승차감 성능에 미치는 영향에 대한 궁극적인 설명을 제공합니다. 롤링하자'.
후륜 조향 장치는 핸들을 돌릴 때 후륜의 각도를 작동시키고 전륜과 함께 또는 반대 방향으로 회전시켜 차량의 저속 또는 고속 민첩성을 향상시키는 메커니즘입니다.
잠시 후 다양한 유형의 후륜 조향 시스템에 대해 살펴보겠지만 이러한 시스템의 일반적인 전제는 유압 또는 전기 액추에이터 세트를 사용하여 후륜의 토우를 변경하는 것입니다.
토(Toe)는 바퀴가 자동차 안팎으로 가리키는 각도를 말하므로 "토 인" 및 "토 아웃"이라는 용어가 사용됩니다. 발가락은 또한 부정적이고 긍정적으로 설명될 수 있습니다. 대부분의 상황에서 토는 자동차의 앞바퀴를 말하며, 양쪽 바퀴가 안으로 향하는지 밖으로 향하는지에 따라 자동차의 고속 안정성(토 인) 또는 저속 민첩성(토 아웃)에 영향을 줍니다.
후륜 조향에서 차량 시스템은 양쪽 후륜의 발가락을 동시에 변경합니다. 즉, 후륜이 일제히 좌우로 움직여 같은 방향을 가리킵니다. 이는 차량의 앞바퀴에서 발가락이 작동하는 방식과 완전히 반대입니다.
각 시스템은 고유하지만 4륜 조향에서 뒷 타이어의 움직임은 다른 시스템에서 정확히 동일합니다. 운전자가 저속에서 핸들을 돌리면 앞바퀴는 진행 방향으로, 뒷바퀴는 반대 방향으로 회전하여 차량의 회전 원을 효과적으로 줄입니다. 이것은 저속 기동을 더 빠르고 쉽게 만듭니다.
고속에서 조향하면 앞바퀴와 뒷바퀴가 같은 방향으로 회전하여 고속 안정성이 향상됩니다. 성능 세계에서 이것이 의미하는 바는 Porsche Panamera와 같은 길고 다소 무거운 차량이 Porsche 911과 같은 휠베이스가 짧은 스포츠카를 따라잡을 수 있다는 것입니다.
이 시스템은 또한 앞바퀴만 돌릴 때보다 더 크고 무거운 차량에 더 나은 성능을 제공합니다. 이것은 Lamborghini Urus, Bentley Flying Spur 및 Mercedes-Benz S-class와 같은 예에서 볼 수 있습니다.
제조업체마다 후륜 조향에 대한 솔루션이 다르지만 모두 동일한 목적을 제공합니다. 일부는 Nissan의 구형 HICAS(High-Capacity Actively Controlled Steering) 시스템과 같은 기계 전용 시스템에 의존하는 반면, 대부분은 Audi의 Dynamic All-Wheel Steering 시스템, Porsche의 Rear-Axle Steering 및 Active와 같은 전자 기계 버전을 사용합니다. ZF가 Ferrari 및 Cadillac과 같은 제조업체에 공급하는 AKC(Kinematics Control) 시스템입니다.
다시 말하지만, 이 두 시스템은 뒷바퀴의 발가락을 안팎으로 변경하여 사실상 동일하게 작동하지만 작동하는 요소는 다릅니다. R34 세대 GT-R 이후 닛산이나 G37 이후 인피니티스에 사용되지 않은 닛산의 HICAS와 같은 기계 시스템에서는 파워 스티어링 펌프로 구동되는 유압 장치가 바퀴를 작동시키는 데 사용되었습니다. 그런 다음 속도 센서를 사용하여 뒷바퀴가 회전하는 방향과 회전 방향을 결정합니다. Honda의 Prelude Si 4WS에도 유사한 시스템이 있었습니다.
전자 기계식 4륜 조향 시스템은 이제 이전 버전보다 훨씬 더 일반적이고 더 발전되었습니다. 자동차의 ECU와 구동계를 따라 있는 여러 센서로 제어되는 오늘날의 4륜 조향 시스템은 이전 모델보다 훨씬 더 정확한 휠 배치, 각도 및 기능을 제공합니다.
기본 결과는 동일하지만 제조업체는 뒷바퀴가 허용하는 조향 각도도 1도에서 15도까지 다릅니다.
인기 있는 시대정신인 O.G. 사륜구동 스포츠카.
Nissan의 HICAS 시스템은 Skyline GT-R 플랫폼에서 사용되는 것으로 알려져 있지만 처음으로 도입한 것은 아닙니다. 이 시스템은 1985년에 처음 선보였지만 1986년 Skyline GTS에 처음으로 실용화되었습니다.
HICAS는 Skyline의 아버지인 Shin'ichiro Sakurai가 Nissan에서 개발했습니다. 수석 엔지니어는 Prince가 Nissan에 통합되기 전에 일했으며 R380에 많이 관여했습니다. 말투로도 유명했다. 이는 그가 HICAS를 구상한 방법에 대한 설명과 동일합니다.
사쿠라이가 자신의 뒤를 이을 사람으로 선택한 이토 나가노리는 자신의 멘토가 HICAS 시스템에서 원하는 것을 다음과 같이 설명한 적이 있습니다.
“스카이라인의 기본 철학은 신뢰성과 뛰어난 주행 성능을 제공하는 것입니다. 이상은 운전자의 의도에 절대적으로 맞는 자동차입니다. 말과 말이 하나가 되는 것은 기수가 말의 등에 타고 말이 움직일 때와 같은 것입니다. 말은 뒷다리로 밀어내고 토크를 가하여 앞으로 나아가면서 추진력을 생성합니다. 아주 자연스럽습니다. 이것은 자동차의 후륜구동 시스템의 좋은 예입니다. 그러나 말의 움직임을 더 자세히 관찰하면 앞다리로도 땅을 밀고 뒷다리로도 움직임의 방향을 제어한다는 것을 알 수 있습니다. 이를 복제하려면 자동차에 4륜 구동 및 4륜 조향 시스템이 필요합니다. 이것이 ATTESA 및 HICAS 시스템의 기능입니다.”
Nissan은 HICAS가 다음과 같이 작동하는 방식을 설명합니다.
“이전 HICAS 버전은 유압 장치를 사용하여 뒷바퀴를 조종했습니다. 유압 시스템은 파워 스티어링 펌프에 의해 구동되었으며 속도 센서를 사용하여 후륜을 어느 방향으로 조향할지 결정했습니다. Super HICAS라고 불리는 이후 버전은 리어 스티어링 랙용 전동 액추에이터로 옮겨 시스템을 훨씬 가볍게 만들었습니다. Super HICAS는 시스템의 HICAS 컴퓨터를 통해 속도 센서와 스티어링 휠 각도 센서의 입력을 사용하여 회전에 진입하는 속도를 판단하고 주행 조건에 맞게 뒷바퀴의 각도를 조정합니다. HICAS 및 Super HICAS 후륜 조향은 양방향으로 약 1도로 제한됩니다.”
Skylines 외에도 Nissan의 Z32 세대 300ZX, 180SX 및 240SX와 Infiniti의 M35, M45, Q45 및 Q37에도 HICAS 및 Super HICAS 사양이 지정되었습니다.
Prelude Si 4WS는 Honda가 1980년대 후반에 내놓을 것이라고 생각했던 것과 정확히 일치하지 않습니다. 다시 생각해보면, 그 기간의 대부분이 에스코바에서 생산한 네온이었다는 것을 고려한다면, 4륜 조향 장치가 있는 뜨거운 경제 자동차 기반의 4도어가 세상에서 모든 의미가 있습니다.
Prelude Si 4WS의 4륜 조향 시스템의 기본 전제는 "자동차의 핸들링과 기동성을 새로운 차원으로 추진"하려는 Honda의 열망에서 나왔습니다. Honda는 1977년에 Prelude의 4WS 시스템을 개발하기 시작하여 조향 각도에 따라 달라지는 4륜 조향 시스템을 생산했습니다. 순전히 기계식 시스템인 Prelude의 4륜 조향 장치는 두 개의 조향 기어박스를 사용했습니다. 하나는 전면에, 다른 하나는 후면에 있으며 중앙 샤프트는 둘을 기계적으로 연결합니다.
Honda는 시스템 작동 방식에 대한 자세한 설명이 포함된 Prelude Si 4WS의 원본 보도 자료를 보냈습니다.
보도자료에 따르면 “운전자가 스티어링 휠을 돌리면 프론트 스티어링 기어박스의 랙 앤 피니언 메커니즘이 랙을 옆으로 움직이게 한다”고 설명했다. “이 랙 스트로크는 앞바퀴를 조종합니다. 동시에 기어박스 내부에 있는 또 다른 랙과 피니언을 통해 출력 피니언 샤프트를 회전시킵니다. 이 출력 피니언 샤프트는 스티어링 휠의 회전을 센터 샤프트를 통해 리어 스티어링 기어박스로 전달합니다. 리어 스티어링 기어박스 내부의 스트로크 로드가 축 방향으로 이동하여 타이 로드를 통해 리어 휠을 조향합니다.”
자동차의 속도와 관련하여 그것이 어떻게 작동했는지는 훨씬 더 과격합니다.
"직진 위치에서 약 140도 미만의 스티어링 휠 입력의 경우 출력 스트로크가 한 방향으로 이동합니다."라고 릴리스에 나와 있습니다. "그보다 큰 각도의 경우 스트로크와 후면의 상대 모션이 점차 부드럽게 줄어들고 결국 반대 방향으로 돌게 됩니다. 따라서 리어 스티어링 기어박스에는 스티어링 입력의 크기에 따라 출력 방향을 점진적으로 바꾸는 메커니즘이 포함되어 있습니다.”
Honda는 다음과 같이 덧붙입니다. “기계적으로 핸들이 처음에 직진 위치에서 멀어지면 뒷바퀴가 앞바퀴와 같은 방향으로 움직입니다. 그러나 조향 입력이 증가하고 휠이 지정된 양(약 240도) 이상 회전하면 뒷바퀴가 반대 방향으로 조향하기 시작합니다.”
도로 및 트랙일 때 1987년 Prelude Si 4WS를 테스트한 결과 실제로 슬라롬 테스트에서 포르쉐와 페라리를 능가했습니다. Prelude의 Honda의 4WS 시스템은 다음 두 세대에 걸쳐 적용되었지만 Prelude의 최종 세대는 일본 전용 옵션이었고 Si 및 SiR 모델에만 있었습니다.
우리는 미국에서 강력한 Mitsubishi 3000GT VR-4만 알고 있지만 일본 전용 GTO 계보는 Galant VR-4와 Mitsubishi의 Dynamic Four 시스템 도입으로 추적할 수 있습니다. 여기의 다른 것들과 달리 Mitsubishi의 Dynamic Four는 단독 시스템이 아니었고 4륜 구동, 4륜 조향, 4륜 독립 서스펜션 및 4륜 ABS도 포함했기 때문에 이름이 붙었습니다.
1987년에 출시된 Galant VR-4는 3000GT뿐만 아니라 전능한 Lancer Evolution의 기원이었습니다. 그리고 이 프로토타입 랠리카는 Dynamic Four 뿐만 아니라 시장 최초의 액티브 서스펜션 시스템인 2륜구동 모델용 Active ECS를 탄생시켰습니다. Mitsubishi는 두 가지를 같은 동전의 양면으로 보았고 우산에 Active Footwork System이라는 레이블을 붙였습니다. 이는 일련의 시스템에 대한 훌륭한 이름입니다.
Galant의 원래 보도 자료에 따르면 “이번에 Galant에 채택된 Active Footwork System은 Active Four(4륜 구동 모델)와 Active ECS(2륜 구동)의 총칭으로 주로 서스펜션 시스템을 따라가는 것은 저속에서 고속으로 주행할 수 있는 여유를 더 많이 만들고 고성능 시대에 스스로 운전을 쉽게 하기 위함입니다. 각 타이어와 노면 사이의 접지력을 높여 가속, 코너링 및 제동 측면에서 차량의 다이내믹 성능을 더욱 향상시키는 혁신적인 새 시스템입니다.”
4륜 조향 시스템의 경우 릴리스에 따르면 차량 속도와 조향력에 민감한 완전 유압 시스템으로 중~고속 범위에서 조향 응답성을 더욱 향상시킵니다. 작동 방식은 리어 서스펜션의 트레일링 암 조인트에 최대 1.5도까지 전달되는 유압을 통해 이루어지지만 이는 조향력과 31mph 이상의 차량 속도에 따라 다릅니다.
3년 후 미쓰비시는 액티브 풋워크 시스템과 "The GTO. 모든 능력의 운전자가 높은 수준의 성능을 안전하고 즐겁게 그리고 원하는 대로 즐길 수 있도록 설계되었습니다.”
GTO의 원래 일본 보도 자료에 따르면 4륜 조향 시스템은 다음과 같이 작동했습니다. “유압 액추에이터는 트레일링 암 끝에 있는 중간 조인트에 연결됩니다. 액추에이터는 전륜 동력 보조 유압 회로에 연결된 후륜 조향 펌프에 의해 조절되므로 후륜 조향 각도는 전륜 조향 노력에 비례합니다. 후륜 조향 펌프가 후륜의 회전 속도에 비례하여 오일을 공급하기 때문에 후륜 조향 각도는 차량 속도에 비례합니다.”
3000GT VR-4의 자연 흡기 V-6 또는 트윈 터보 차저 V-6과 함께 사용되는 2+2 스포츠카는 Skyline GT-R, Supra 및 RX-7에 맞서도록 제작되었으며, 또한 전면과 후면 모두 활성 공기 역학과 함께 제공됩니다. 3000GT/GTO의 출시는 또한 일본 고성능 자동차의 "신사의 동의" 기간 중에 이루어졌습니다. 즉, 성능 자동차는 최소한 서류상으로는 약 276마력으로 제한되었습니다. 그러나 3000GT VR-4의 더 정확한 수치는 300~350마력이었을 것입니다.
흥미로운 점은 이러한 시스템 중 일부가 Galant VR-4의 직계 후손인 Mitsubishi Lancer Evolution을 위해 새로 명명된 S-AWC(Super All-Wheel Control) 시스템으로 이전되었지만 4개를 가져오지는 않았습니다. 휠 스티어링 시스템 - Pajero Evo도 마찬가지입니다.
General Motors의 Quadrastere는 확실히 그룹의 괴짜이지만, 풀 사이즈 픽업 트럭에 대한 첫 번째 애플리케이션으로서 주목할만한 가치가 있습니다. 불행히도 GM에게는 오래 가지 못했습니다.
미국에서 트럭은 큰 사업입니다. 그것은 10년의 과소 평가일 수 있지만 경쟁을 한 단계 끌어올리기 위해 투자한 연구 및 개발의 양은 어마어마합니다. 제조업체가 소비자를 다른 제조사와 모델로부터 유인하기 위해 무엇을 제공할 수 있는지에 대한 모든 것이 테이블 위에 있습니다. 2002년에 GM은 4륜 조향이 차기 대세라는 생각에 사로잡혔습니다. Quadraster에 오신 것을 환영합니다.
2002년의 원본 보도 자료에서 GM은 다음과 같이 말했습니다. 트럭 운전을 더 안전하고 쉽고 편리하게 만드는 혁신적인 시스템은 2002년 4분기 GMC Sierra Denali 풀사이즈 픽업에 데뷔할 예정입니다. Quadrastere는 풀사이즈 트럭 핸들링 및 제어의 이정표를 세웁니다. Sierra Denali의 뒷바퀴(최대 12도)를 앞바퀴에 대해 회전시켜 전례 없는 저속 기동성과 고속 안정성을 구현하는 전자 기계 시스템입니다.”
다른 4륜 조향 시스템과 달리 GM은 선택할 수 있어 일반적인 전륜 조향과 4륜 조향이 가능합니다. 이러한 모드와 함께 GM에는 4륜 조향 견인 모드도 포함되어 있으며, 이 모두는 대시의 버튼 세트로 작동됩니다. 해당 보도자료에 따르면 “Quadrasteer는 스티어링 휠 위치 센서를 통해 운전자가 원하는 스티어링 입력을 감지하여 작동합니다. 이 정보는 조향 입력과 차량 속도에 따라 적절한 후륜 각도를 결정하는 마이크로프로세서에 제공됩니다. 마이크로프로세서는 알고리즘에 따라 유성 기어 세트를 통해 후방 스티어링 랙을 구동하는 전기 모터에 데이터를 공급합니다. 시스템 오류가 감지되면 Quadraster의 안전 장치 메커니즘이 2륜 조향으로 되돌아갑니다.”
풀사이즈 트럭의 4륜 조향의 이점에도 불구하고 GM은 2005년 이후 이 프로그램을 중단했습니다. GMC Sierra, Sierra Denali, Yukon, 그리고 Chevrolet Silverado 및 Suburban에만 Quadrasteer를 장착할 수 있었습니다. 출시 당시 $5,600이었으나 프로그램이 폐지되기 전에 $1,000로 줄었습니다.
대형 자동차에서 후륜 조향의 이점을 감안할 때 상상할 수 있듯이 대부분의 제조업체는 일부 형태의 후륜 조향을 제공합니다. 그러나 두 시스템은 동일하지 않으며 동일한 명칭을 갖고 있지도 않습니다.
시스템을 더 잘 이해하기 위해 다음은 시스템을 제공하는 제조업체와 이름입니다.
이것은 후륜 조향 시스템이 복잡한 기술 조각이기 때문에 비디오 형식으로 더 잘 설명되는 주제 중 하나입니다. 다음은 엔지니어링의 Jason Fenske라는 친구의 설명입니다.
질문이 있습니다. 드라이브 답이 있습니다.
A: 사륜구동은 차량의 동력을 네 바퀴 모두에 어느 정도 전달할 수 있는 경우입니다. 4륜 조향은 자동차의 네 바퀴를 돌릴 수 있는 시스템입니다.
A: 그것은이다. 이 시스템은 저속 및 고속의 안정성과 민첩성을 모두 향상시켜 항상 차량의 성능과 기능을 지원합니다. 라드.
A: 최초의 4륜 조향 시스템은 1893년 영국 엔지니어 Joseph Diplock에 의해 개발되었습니다. 그는 최초의 4륜 구동, 4륜 조향 시스템 및 페달링 휠에 대한 특허를 받았습니다.
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