Адаптивная регулируемая подвеска

Зимняя эксплуатация

Пневмоэлементы обычно выдерживают температурный режим всех сезонов года на территории России. Но некоторые механизмы плохо работают в условиях больших морозов. Часто у водителей возникают проблемы, связанные с промерзанием конденсата в установке. По этой причине выходят из строя клапаны и разные датчики.

Методы устранения — вовремя убирать лишнюю влагу на деталях конструкции. Лучше не экономить на осушителе. Можно также приобрести раствор, который просушивает запчасти пневмоподвески.

Жителям северных регионов лучше остановить выбор на безресиверных конструкциях с механическими пневматическими клавишами. Ресиверные модели, которые регулируются электромагнитными клапанами, плохо переносят большие морозы.

Адаптивная подвеска для топовых автомобилей

Хотя имён у адаптивной схемы практически столько же, сколько и автопроизводителей, способов регулировки жёсткости амортизаторов на данный момент в основном используется лишь два:

• электромагнитными клапанами;
• магнитно-реологической жидкостью.

В системах, перечисленных нами выше, а именно: AVS, ADS и Adaptive Drive, используются технология с электромагнитными клапанами.

Как это работает?

Как известно, амортизатор наполнен специальной жидкостью, и в зависимости от того, насколько свободно она перемещается внутри него, будет меняться и его жёсткость.

В данном случае подстраивание амортизатора происходит при помощи изменения проходного сечения клапанов – чем они уже, тем хуже циркулирует жидкость и тем жёстче становится подвеска. Соответственно, если увеличить сечение, то амортизаторы становятся мягче.

Клапаны контролируются электрическими сигналами от блока управления, который и задаёт им на основе своих вычислений необходимый уровень «зажатия».

Система адаптивной подвески audi Q7 (пневматика):

Амортизаторы с магнитно-реологической жидкостью встречаются реже. Такие системы используются на некоторых моделях Cadillac, chevrolet и Audi.

Жидкость с таким сложным названием имеет одно интересное свойство из-за частиц металла, которые в ней содержатся — при прикладывании магнитного поля, эти самые частицы выстраиваются в определённом порядке.

Это позволяет без клапанов регулировать проходные сечения в амортизаторах, единственное что нужно – найти источник магнитного поля, для чего используются катушки, по которым течёт электрический ток.

Как и в случае с клапанами, заправляет их работой электронный блок управления.

Система демпфирования амортизатора

На сегодняшний день существует два варианта реализации данного типа подвески:

1. электромагнитный регулирующий клапан;
2. магнитно-реологическая жидкость.

В первом случае, под воздействием на клапан электрического тока, проходные отверстия увеличиваются, либо уменьшаются, тем самым изменяя жесткость подвески.

Вариант с жидкостью тоже основан на электричестве. Жидкость не простая, и содержит в себе металлические частицы, которые при создании электромагнитного поля выстраиваются в определенном порядке, сопротивление жидкости меняется, она как бы становится гуще, тем самым изменяя характеристику амортизатора.

Преимущества и недостатки

Несомненно, что у подобных подвесок недостаток лишь один – высокая цена при заказе данной опции и значительные затраты в случае поломки. Само обслуживание потребует персонала высокой квалификации, простой мастер по ходовой уже не справится. Управляемые элементы также обойдутся вдвое-втрое дороже обычных.

Но преимущества перевешивают. Прежде всего, это безопасность. Адаптация подвески позволит избежать аварий, связанных с потерей автомобилем управляемости. Машина будет цепляться за дорогу всегда и в любых условиях, предел её скоростных возможностей в поворотах качественно сдвигается в сторону увеличения.

Комфорт активных подвесок тоже способен удивить. Особенно это касается самых современных систем, когда машина способна распознать неровность, на которую она ещё не наехала колесом.

Шасси буквально облизывает любой профиль дороги в широких, но всё же разумных пределах. Водитель и пассажиры гораздо меньше устают и способны переносить дальние автомобильные путешествия.

Регулировочная система в адаптивной подвеске

Каждый автопроизводитель, устанавливая адаптивную подвеску в свои машины, называет ее по-разному, но смысл от этого не меняется. Степень жесткости активной подвески подлежит регулировке всего двумя способами:

• посредством клапанов с электромагнитным управлением;
• при помощи жидкости, обладающей магнитно-реологическим свойствами.

Электромагнитный клапан способен изменять свое проходное отверстие в зависимости от силы тока, поступающего к нему. При необходимости сделать подвеску более жесткой на клапан нужно подать ток высокого напряжения, что существенно замедляет циркуляцию рабочей жидкости, и подвеска делается максимально жесткой. При подаче тока малого напряжения, подвеска делается максимально мягкой, поскольку гидравлическая жидкость имеет возможность относительно свободной циркуляции.

Подвеска на основе магнитно-реологической жидкости функционирует несколько иначе. Сама жидкость, содержащая особые металлические частицы, способна менять свои свойства под воздействием электромагнитного поля. В подвеске установлены особые амортизаторы, которые не содержат традиционных клапанов — их заменяют специальные каналы для циркуляции жидкости. Имеют амортизаторы и вмонтированные в корпус катушки, генерирующие электромагнитное поле, под воздействием которого меняются свойства жидкости, что и позволяет изменять параметры демпфирования.

Устройство и принцип работы подвески

Особая подвеска требует и особого устройство, а значит, адаптивная подвеска заметно отличается в техническом плане от традиционной. Классифицировать отличимые элементы можно следующим образом:

• Регулируемые стойки и стабилизаторы поперечной устойчивости;
• Электронный блок управления подвеской;
• Датчики адаптивной подвески.

Что касается принципа работы, то он вполне простой. Электронный блок управления, основываясь на работе датчиков клиренса, дорожного покрытия, и датчика крена, подстраивает подвеску таким образом, чтобы обеспечить наиболее высокий уровень управляемости автомобилем и вместе с тем, не в ущерб комфорту.

Амортизаторы изменяют свои параметры с помощью электромагнитного клапана. В зависимости от дорожной ситуации, увеличивается или уменьшается дорожный просвет автомобиля, повышается или понижается жесткость амортизаторов. Что касается регулируемого стабилизатора поперечной устойчивости, то его работа предназначена до уменьшения кренов при поворотах.

Как видим, вся работа подвески осуществляется под контролем электроники. Что касается недостатков адаптивной подвески, то он всего один – это высокая стоимость комплектующих и запчастей. Однако большой плюс в том, что электроника отличается повышенной надежностью и редко когда приносит проблемы хозяину автомобиля. К тому же, связано это с малой распространенностью такого типа подвески, стоит ей стать массовой, как цены кардинально изменятся.

Нет сомнений в том, что адаптивная подвеска – это очередной шаг вперед, который не только улучшит показатели комфорта современных автомобилей, но и повлияет на критерий безопасности, что и является определяющим фактором.

Варианты подвесок

А сейчас нужно рассмотреть самые интересные варианты такой подвески. И первой на очереди будет система демпфирования амортизатора. Сейчас в магазинах реализуют подвеску в двух вариантах:

• магнитно-реологическая жидкость;
• электромагнитный клапан с регуляцией.

Вариант, содержащий жидкость, основывается на действии электрического тока. Жидкость нужно покупать специальную, а именно ту, в которой присутствуют небольшие частицы металла. И когда будет создаваться электромагнитное поле, эти металлические элементы выстроятся в строгом порядке. А во втором случае, когда на клапан начнется воздействие, проходные отверстия будут либо сокращаться, либо увеличиваться, таким образом меняя жесткость подвески.

Второй вариант – адаптивная подвеска от марки bmw. Она называется Dynamic Drive. Если этот механизм устанавливается на BMW, то показатели комфорта будут очень хорошими, но не факт, что это будет так же хорошо и на других марках автомобилей. Датчики, которые располагаются как спереди, так и сзади кузова могут за доли секунды среагировать и отрегулировать нужную стойку. А это, в свою очередь, полностью уберёт клевки при торможении или же сильные наклоны во время поворота. Испытания показали, что эта система очень хорошо реагирует во время какой-нибудь экстренной остановки. В процессе езды водитель может выбрать один из трёх вариантов передвижения: нормальный, комфортный и спортивный.

Также заслуживающим внимания вариантом можно назвать систему динамического управления. Такую систему чаще всего можно увидеть на автомобилях марки opel. Примечательным является то, что есть возможность отрегулировать каждую стойку по отдельности. В новых поколениях автомобилей адаптивная подвеска от этого производителя предоставляет 4 варианта передвижения: мягкий, спортивный, динамический и комфортный. Также стоит сказать, что при изменении режимов система меняет не только амортизаторные характеристики, но и динамическую стабилизацию вместе с рулевым управлением.

Для автомобилей Porshe была создана активная подвеска. Она, по сравнению с предыдущими, очень «умная», ведь полностью связывает все механизмы с главным компьютером. Активная система, перед тем как принять решение исполнения, учитывает показания со всех датчиков, скорость, угол поворота и даже давление в шинах. После того как вся информация собрана, система даёт команду клапанам на стойках.

Основные отличия адаптивной подвески

Сравнивая выше описанное устройство адаптивной подвески и других, например многорычажной или МакФерсон, отличия можно заметить даже без специальных навыков в области конструкции автомобиля. Например, МакФерсон хоть и комфортная, но пересечение между хорошим и плохим дорожным покрытием будет ощущаться пассажирами в салоне машины. Управляемость такой подвеской на плохой дороге теряется и не всегда самая лучшая в случае езды по бездорожью.

Что касается адаптивной, то водитель, по сути, может и не понять, когда автомобиль попал на плохое дорожное покрытие. Система молниеносно подстраивается, меняет условия управления и жесткость стоек. Датчики становятся более чувствительными, а стойки быстрей реагируют на команды электронного блока управления.

По устройству механизма, помимо специфических стоек, система отличается множеством датчиков, самим устройством деталей, а так же громоздким видом, который легко заметить, заглянув за колесо автомобиля. Стоит отметить, что такая подвеска автомобиля постоянно развивается и говорить о конкретном строении или отличиях смысла нет. Инженеры разных производителей учитывают недочеты, делая дорогие детали более дешевыми, увеличивают срок службы и расширяют возможности. Если говорить о сходстве с другими известными подвесками, то адаптивная система, больше всего подходит под строение многорычажной, или на двойных поперечных рычагах.

Разновидности подвесок

Существует несколько типов подвесных систем, применяющихся на грузовых и легковых автомобилях, а также микроавтобусах:

• однорычажный вариант под названием «Макферсон» (McPherson);
• с двумя рычагами;
• зависимая и полузависимая;
• задняя многорычажная конструкция;
• гидропневматическая адаптивная;
• конструкция «Де Дион».

Как правило, узлы типа McPherson, двухрычажные и пневматические варианты систем устанавливаются на переднюю ось машины, остальные используются для задней колесной базы. Нередко встречаются исключения, например, некоторые внедорожники оснащаются спереди неразрезной балкой, а это вариант зависимой подвески.

Любая из перечисленных конструкций включает следующие основные элементы:

1. Рычаги предназначены для крепления ступиц колес к деталям кузова. Они способны качаться за счет резинометаллических втулок – сайлентблоков.
2. Стабилизатор – металлический стержень, обеспечивающий поперечную устойчивость авто. Связывает рычаги передних колес.
3. Пружина – элемент упругости, установленный между качающимся рычагом и кузовным лонжероном. Воспринимает статическую нагрузку от веса автомобиля с пассажирами и динамическую – со стороны колес.
4. Амортизатор (иначе – стойка) сглаживает колебания кузова, не давая пружинам резко распрямляться и сжиматься.
5. Реактивные тяги обеспечивают дополнительную связь колесных ступиц с кузовом и противостоят боковым усилиям, действующим на рычаги (балки) в процессе движения.

На грузовиках и другом коммерческом транспорте вместо пружин используются рессоры либо пневматические баллоны.

Зависимые типы подвесок, применяющиеся на задних осях, также включают поперечные балки различных конструкций – неразрезные и торсионные. Зачастую задний мост объединен с элементом трансмиссии – редуктором, передающим крутящий момент от карданного вала полуосям ведущих колес.

Ресивер

Благодаря отбору сжатого воздуха из ресивера обеспечивается быстрый подъем кузова автомобиля при минимальном уровне шума. Ресивер заполняется только при движении автомобиля, благодаря чему шум компрессора практически не прослушивается. При достаточно большом давлении в ресивере повышение уровня кузова может осуществляться без компрессора. Под достаточным давлением подразумевается такой его уровень, при котором обеспечивается перепад давления между ресивером и пневматическими упругими элементами не менее 3 кгс/см2. При скоростях автомобиля до 35 км/ч подача воздуха в систему производится в первую очередь из ресивера (пока давление в нем достаточно велико). При скоростях более 35 км/ч воздух в систему подается непосредственно компрессором. Такая система подачи сжатого воздуха способствует снижению шума при эксплуатации и защищает аккумуляторную батарею от чрезмерного разряда.

Адаптивная подвеска для топовых автомобилей

Хотя имён у адаптивной схемы практически столько же, сколько и автопроизводителей, способов регулировки жёсткости амортизаторов на данный момент в основном используется лишь два:

• электромагнитными клапанами;
• магнитно-реологической жидкостью.

В системах, перечисленных нами выше, а именно: AVS, ADS и Adaptive Drive, используются технология с электромагнитными клапанами.

Как это работает?

Как известно, амортизатор наполнен специальной жидкостью, и в зависимости от того, насколько свободно она перемещается внутри него, будет меняться и его жёсткость.

В данном случае подстраивание амортизатора происходит при помощи изменения проходного сечения клапанов – чем они уже, тем хуже циркулирует жидкость и тем жёстче становится подвеска. Соответственно, если увеличить сечение, то амортизаторы становятся мягче.

Клапаны контролируются электрическими сигналами от блока управления, который и задаёт им на основе своих вычислений необходимый уровень «зажатия».

Система адаптивной подвески Audi Q7 (пневматика):

Амортизаторы с магнитно-реологической жидкостью встречаются реже. Такие системы используются на некоторых моделях Cadillac, Chevrolet и Audi.

Жидкость с таким сложным названием имеет одно интересное свойство из-за частиц металла, которые в ней содержатся — при прикладывании магнитного поля, эти самые частицы выстраиваются в определённом порядке.

Это позволяет без клапанов регулировать проходные сечения в амортизаторах, единственное что нужно – найти источник магнитного поля, для чего используются катушки, по которым течёт электрический ток.

Как и в случае с клапанами, заправляет их работой электронный блок управления.

Типы активной подвески

Адаптивная подвеска Адаптивная подвеска, в зависимости от способа регулирования, степени демпфирования делится на подвеску с системой электромагнитных клапанов и с магнитно-реологической жидкостью внутри. Оба варианта применяются по сей день, но более распространён именно первый. Это обусловлено некоторыми причинами:

1. Дешевизна;
2. Более проста при обслуживании;
3. Простая настройка;
4. Требуется менее пристальный уход.

Принцип работы заключается в следующем. Разнообразные датчики воспринимают всю необходимую информацию, после чего передают данные в электронный блок управления. Там информация обрабатывается, из чего компьютером делается вывод об определении нужной жёсткости амортизаторов в данной ситуации. Во время подачи большого тока на электромагнитные клапаны, диаметр из проходимого сечения уменьшается, что, в свою очередь, повышает жёсткость подвески.

Подвеска со специальной жидкостью работает несколько иначе. Информацию, собранную датчиками, обрабатывает электронный блок управления, затем принимается решение для отдачи команды подачи напряжения, вот только уже не напрямую в электромагнитные клапаны, а в электромагнитное реле, встраиваемое в поршень. В результате образуется магнитное поле, которое буквально управляет магнитно-реологической жидкостью. Эта жидкость содержит в себе металлические частицы, которые под воздействием магнитных сил выстраиваются вдоль поля, соответственно — консистенция становится вязкая, а давление выше — уровень степени демпфирования возрастёт.

Подавляющее множество автомобильных компаний все чаще используют в своих конструкциях активную подвеску, причём каждый старается назвать разновидность стандартной технологии по-разному.

Плюсы адаптивной подвески:

• Высокий уровень комфорта независимо от типа дорожного покрытия, особенно это применимо к пневмоподвескам. Зажимая амортизатор и пружину на хорошей дороге и ослабляя на ухабах, можно добиться стабильного поведения машины на любом типе покрытия. При этом кузов автомобиля будет находиться всегда в одном положении, независимо от загрузки.
• Хорошая управляемость на больших скоростях и в крутых виражах. Отсутствие раскачки на волнах. Как правило, переключение в спортивный режим влечет за собой изменение не только жесткости амортизаторов, но и остроты рулевого управления, отклика на педаль газа. Позволяет раскрыть спортивный потенциал автомобиля на гоночном треке или иной специально подготовленной трассе.
• Уменьшение нагрузки на несущие элементы кузова, снижение износа шин, уменьшение тормозного пути. Все это обеспечивается правильным распределением нагрузки по осям при разгоне и торможении.
• Адаптация к стилю каждого водителя, возможность самостоятельного выбора режима подвески, точная настройка для конкретных дорожных условий.

Это интересно: Сальники трубные

Видео: работа адаптивной подвески на примере skoda Superb

АДАПТИВНАЯ ГИДРОПРУЖИННАЯ ПОДВЕСКА

Впрочем, не обязательно сложная конструкция адаптивной ходовой части должна сопровождаться отказом от такого традиционного упругого элемента, как пружина. Инженеры mercedes-Benz, например, в своем шасси Active Body Control просто-напросто усовершенствовали пружинную стойку с амортизатором, установив на нее специальный гидравлический цилиндр. И в итоге получили одну из самых совершенных адаптивных подвесок из ныне существующих.

Схема гидропружинной подвески Mercedes-Benz Magic Body Control

Основываясь на данных от уймы сенсоров, следящих за перемещением кузова во всех направлениях, а также на показаниях с особых стереокамер (сканируют качество дороги на 15 метров вперед), электроника способна ювелирно корректировать (открытием/закрытием электронных гидроклапанов) жесткость и упругость каждой гидропружинной стойки.

В итоге такая система практически полностью исключает крены кузова при самых разнообразных условиях движения: поворот, ускорение, торможение. Конструкция настолько быстро реагирует на обстоятельства, что даже позволила отказаться от стабилизатора поперечной устойчивости.

Ну и конечно, подобно пневматической/гидропневматической подвескам, гидропружинная схема может регулировать положение кузова по высоте, «играть» жесткостью шасси, а также автоматически уменьшать клиренс на высокой скорости, повышая устойчивость автомобиля.

А это видеодемонстрация работы гидропружинной ходовой с функцией сканирования дороги Magic Body Control

Правда, работает гидропружинная подвеска все же немного жестче пневматической и гидропневматической, однако все время модифицируется, вплотную приближаясь к их высоким показателям плавности хода.

Вкратце напомним принцип ее работы: если стереокамера и датчик поперечных ускорений распознают поворот, то кузов автоматически наклонится на небольшой угол к центру виража (одна пара гидропружинных стоек мгновенно чуть расслабляется, а другая — чуть зажимается). Сделано это, чтобы исключить эффект крена кузова в повороте, повышая комфорт для водителя и пассажиров.

Впрочем, на деле положительный результат воспринимает скорее только… пассажир. Поскольку для водителя крены кузова — это некий сигнал, информация, благодаря которой он чувствует и предсказывает ту или иную реакцию машины на маневр. Поэтому, когда система «антикрен» работает, информация приходит с искажением, и водителю приходится лишний раз психологически перестраиваться, теряя обратную связь с автомобилем.

Но и с этой проблемой инженеры борются. Например, специалисты из porsche настроили свою подвеску таким образом, чтобы само развитие крена водитель чувствовал, а убирать нежелательные последствия электроника начинает только при переходе определенной степени наклона кузова.