Τετραδιεύθυνση (4WS)

Η τετραδιεύθυνση, γνωστή και ως σύστημα διεύθυνσης σε όλους τους τροχούς, είναι μια τεχνολογία πλαισίου στην οποία στρίβουν και οι πίσω τροχοί μαζί με τους μπροστινούς, αντί απλώς να ακολουθούν παθητικά. Τα συμβατικά αυτοκίνητα κατευθύνονται μόνο από τον εμπρός άξονα, κάτι που επιβάλλει έναν συμβιβασμό: το μεγάλο μεταξόνιο χαρίζει ευστάθεια και άνετη κύλιση αλλά δημιουργεί μεγάλο κύκλο στροφής, ενώ το κοντό μεταξόνιο είναι ευέλικτο αλλά νευρικό σε υψηλές ταχύτητες. Προσθέτοντας μια μικρή γωνία διεύθυνσης στους πίσω τροχούς, οι σχεδιαστές σπάνε αυτό το δίλημμα, δίνοντας σε ένα μεγάλο όχημα την ευελιξία ενός μικρότερου σε χαμηλή ταχύτητα, χωρίς να θυσιάζεται η σιγουριά σε υψηλή.

Η χαρακτηριστική συμπεριφορά είναι ότι σε χαμηλή ταχύτητα οι πίσω τροχοί στρίβουν αντίθετα από τους μπροστινούς. Όταν οι πίσω τροχοί δείχνουν προς την αντίθετη κατεύθυνση, το αυτοκίνητο ουσιαστικά περιστρέφεται γύρω από ένα σημείο πολύ πιο κοντά στο κέντρο του, με αποτέλεσμα ο κύκλος στροφής να συρρικνώνεται θεαματικά και οι στενοί ελιγμοί, οι διασταυρώσεις και το παρκάρισμα να γίνονται πολύ ευκολότερα. Πάνω από ένα όριο ταχύτητας το σύστημα αντιστρέφει τη λογική του και στρίβει τους πίσω τροχούς προς την ίδια κατεύθυνση με τους μπροστινούς. Όταν στρίβουν και οι τέσσερις τροχοί μαζί, ολόκληρο το αυτοκίνητο μετατοπίζεται πλευρικά πιο καθαρά σε μια αλλαγή λωρίδας ή σε έναν ελιγμό στον αυτοκινητόδρομο, μειώνοντας την καθυστέρηση στην περιστροφή γύρω από τον κατακόρυφο άξονα και την αίσθηση αστάθειας που μπορεί αλλιώς να εμφανίσει ένα μακρύ όχημα.

Οι πρώτες εφαρμογές της δεκαετίας του 1980, με γνωστότερες εκείνες της Honda και της Mazda, χρησιμοποιούσαν μηχανικές ή υδραυλικές διασυνδέσεις που μετακινούσαν τους πίσω τροχούς με σταθερό πρόγραμμα συναρτήσει της γωνίας τιμονιού ή της ταχύτητας. Τα σύγχρονα συστήματα ελέγχονται ηλεκτρονικά και χρησιμοποιούν έναν ή δύο συμπαγείς ηλεκτρικούς ενεργοποιητές στον πίσω άξονα, ώστε η γωνία διεύθυνσης των πίσω τροχών να προσαρμόζεται συνεχώς με βάση την ταχύτητα, τον ρυθμό περιστροφής του τιμονιού και τα δεδομένα ευστάθειας. Οι πίσω τροχοί συνήθως κινούνται μόνο λίγες μοίρες, καθώς ακόμη και μια μικρή γωνία έχει έντονη επίδραση στη συμπεριφορά του οχήματος.

Τα οφέλη είναι πιο εμφανή στα άκρα του εύρους ταχυτήτων. Στην πόλη, ο μικρότερος κύκλος στροφής είναι πραγματικά χρήσιμος σε μεγάλες λιμουζίνες, SUV και σπορ αυτοκίνητα, που το μεγάλο μεταξόνιό τους θα τα έκανε αλλιώς δυσκίνητα. Σε υψηλές ταχύτητες, η πρόσθετη ευστάθεια κάνει την απόκριση πιο άμεση και εμπνέει σιγουριά, γι' αυτό και η τεχνολογία συναντάται τόσο σε πολυτελή μοντέλα όσο και σε αυτοκίνητα επιδόσεων.

Υπάρχουν όμως κόστη και επιφυλάξεις. Ο μηχανισμός στον πίσω άξονα, οι αισθητήρες και το λογισμικό προσθέτουν βάρος, κόστος και επιπλέον πιθανά σημεία βλάβης, ενώ ένα κακορυθμισμένο σύστημα μπορεί να δίνει τεχνητή αίσθηση ή να κάνει τις αντιδράσεις του αυτοκινήτου λιγότερο προβλέψιμες γύρω από την ταχύτητα μετάβασης. Διαφέρει επίσης από την παρεμπίπτουσα στροφή του πίσω άξονα που προκύπτει από την ελαστικότητα των συνεμπλόκ της ανάρτησης. Η τετραδιεύθυνση συμπληρώνει τη διεύθυνση των εμπρός τροχών αντί να την αντικαθιστά, λειτουργώντας μαζί με το ηλεκτρικό τιμόνι και την ανάρτηση για να διαμορφώσει το πώς στρίβει το αυτοκίνητο σε όλο το φάσμα λειτουργίας του.