Активная подвеска автомобиля что это

Можно ли создать «идеальную» подвеску?

Статья о разных видах активной подвески: пневматическая, гидропневматическая, KDSS, DD, AGCS. В конце статьи — забавное видео об «идеальной» подвеске.

К сожалению, до последнего времени все виды подвесок, применяемые в «бюджетных» авто, были стандартными, то есть могли либо обеспечить высокий уровень управляемости автомобилем либо комфортную езду по неровным дорогам. И лишь дорогие модели могли похвастаться так называемой «активной» подвеской, которая в той или иной мере решала обе проблемы.

Активная подвеска – приближение к идеалу

Как известно, ходовая часть авто может отличаться жёсткой подвеской — в этом случае крен кузова будет минимальным, а степень управляемости высокая. Мягкая же подвеска привнесёт мягкость хода в движение, но резкие маневры станут опасны. Как найти «золотую середину»?

Производители пришли к выводу, что оптимальным решением будет активная подвеска. Название говорит само за себя: конструкция должна уметь изменять свои характеристики в процессе движения автомобиля.

Преимущества

Процесс создания и усовершенствования активной подвески длится уже давно. Первая модель была установлена на Citroёn французскими инженерами. Немногим позже эстафету приняли проектировщики Mercedes-Benz. Преимущества введённого новшества очевидны:

• активная подвеска дала машине возможность автоматически подстраиваться под неровности дороги;
• крен автомобиля при движении уменьшился, а следовательно, маневренность стала выше;
• конструктивные особенности подвески позволили адаптировать ряд характеристик авто к стилю вождения.

Изначально громоздкая и сравнительно примитивная, активная подвеска со временем сменила габариты на более компактные, а своё устройство – на более сложное.

Элементы, входящие в состав активной подвески

Механизмы, составляющие функциональный узел подвески, можно условно разделить на четыре основные группы. Принцип разделения — в разновидностях элементов. Для каждой группы существуют свои характеристики, которые могут быть адаптированы в процессе движения:

1. Упругие элементы. Адаптивные характеристики – величина жёсткости подвески и высота автомобильного кузова над дорожным полотном.
2. Рычаги. Адаптивные характеристики – характеристики схождения колёс и длины регулирующих подвеску рычагов.
3. Поперечные стабилизаторы. Здесь доступен только один изменяемый параметр – степень жёсткости стабилизатора.
4. Амортизаторы. Изменяемая характеристика – степень жёсткости амортизатора.

Главный смысл установки активной подвески на машину – в способности изменять все перечисленные параметры по мере того, как изменяется скорость движения, стиль вождения, характер дорожного покрытия, на котором происходит движение автомобиля.

Сделать это можно по-разному, в зависимости от типа узла. Среди применяемых способов – такие, как активизация электромагнитных клапанов, установленных в амортизационной стойке, а также изменение объёма магнитной реологической жидкости, наполняющей амортизатор.

Электронное оборудование позволяет изменять характеристики каждого элемента активной подвески в отдельности. Именно благодаря такому функционалу подвеска становится «идеальной», то есть, приспосабливается к постоянно изменяющимся условиям в процессе движения.

Виды и принципы функционирования современных подвесок активного типа

Современные разработчики активных подвесок уделают большое внимание узлам с возможностью корректировки степени демпфирования. Если в подвеске для адаптации характеристик не применяются специализированные приводы, такая система носит название «адаптивная», или «полуактивная» подвеска.

В такой модели применяется автономный контролирующий привод для упругих элементов узла. Это уже полноценная активная подвеска, она имеет гораздо более сложное устройство, чем лишённые контролирующего электронного модуля адаптивные системы.

Принцип работы активной гидропневматической подвески

Рассмотрим, как функционирует гидропневматическая подвеска ABC от конструкторов Mercedes-Benz. На одной оси каждым амортизатором в системе установлена пружина; на неё оказывает воздействие гидравлическая жидкость из гидроцилиндра. Жёсткость каждой пружины корректируется автономно при помощи насоса, который под высоким давлением нагнетает в стойку амортизатора масло.

За гидроцилиндрами амортизационных стоек следит электронная система, получающая информацию от тринадцати электронных и аналоговых датчиков. От них поступают такие данные:

• продольное автомобильное ускорение;
• поперечное автомобильное ускорение;
• вертикальное автомобильное ускорение;
• положение автомобильного кузова относительно плоскости дороги;
• давление на стойки и шины.

Система работает таким образом, чтобы исключить резкий крен кузова при разгоне, торможении и поворотах.

Разработчики могут похвастать впечатляющими результатами: начиная со скорости в 60 км/ч данная система может понижать клиренс авто на 11 мм. Это отличный показатель корректировки аэродинамических свойств машины.

Привод высокого давления на гидравлической основе применяется также в автомобилях Citroёn. Здесь в основу положено всё то же нагнетание гидравлической жидкости в механизмы при помощи работы электромагнитных клапанов.

Принцип работы активной пневматической подвески

Пневматические элементы в конструкции подвески отвечают за клиренс авто. Регулировка степени давления в подвесном узле обеспечивается за счёт сжатого воздуха, накачиваемого в конструктивные элементы. Системы, действующие по данному принципу, используется той же компанией Mercedes-Benz.

Говоря о минусах данной подвески, нужно обязательно упомянуть тот факт, что если пневматическая подвеска при каких-либо обстоятельствах получила пробоину, автомобиль моментально опустится днищем на дорогу и, естественно, не сможет возобновить движение.

Принцип функционирования подвесок KDSS и DD

Производители Toyota и BMW предлагают модели, оснащённые подвесками, в которых главным изменяемым параметром выбрана жёсткость стабилизатора поперечной устойчивости. На прямом участке движения стабилизатор поперечной жёсткости отключается, а при входе в резкий поворот его жёсткость увеличивается, чем предотвращается кузовной крен.

Принцип работы AGCS-подвески

Разработчики Hyundai создали, пожалуй, самую неординарную на сегодняшний момент активную подвеску. В основе функционирования системы – возможность смены длин рычагов, которая влияет на схождение задних колёс. При движении по прямой электронное управление устанавливает минимальный уровень схождения. Смена полосы или вхождение в поворот приводит к увеличению схождения. Такой подход очень повышает устойчивость автомобиля и облегчает водителю процесс управления.

Активная подвеска для «народного» авто: отдалённая перспектива или реальность?

Традиционно активные подвески применяются в автомобилях премиум-класса. Это естественно, если принять во внимание сложность и высокую стоимость механизма. Подавляющее большинство недорогих моделей авто по сей день решают проблемы неровности дороги при помощи обычной подвески.

В данной модели подвески применяется 12 датчиков, которые каждые 2 миллисекунды докладывают бортовому компьютеру информацию о положении кузова и состоянии амортизаторов. Получив вводную о существенном ухабе или выбоине, компьютер посылает системе команду на изменение жёсткости амортизатора. Внешне это выглядит следующим образом: амортизатор колеса, которое начинает проваливаться в яму, становится жёстким, «зажимается» и не доходит до нижнего положения.

Такая подвеска не имеет всей полноты функций устройств, которые ставятся на дорогостоящие модели автомобилей, но, тем не менее, имеет все возможности для того, чтобы стать востребованной средним классом потребителей.

Заключение

Сложность конструктивных решений при разработке активной подвески обуславливает её высокую стоимость. Но разработчики активно двигаются вперёд, при всей сложности агрегата стоимость его постепенно удешевляется и становится доступной более широкому классу автомобилистов. Стремление к комфорту и безопасности на дорогах не позволит инженерам остановиться на достигнутом, и можно с уверенностью сказать, что «идеальная» подвеска в скором будущем станет нормой для ведущих производителей автомобилей, независимо от класса выпускаемых авто.

Видео об «идеальной» подвеске:

Источник статьи: http://fastmb.ru/soveti_auto/2896-mozhno-li-sozdat-idealnuyu-podvesku.html

Как работает адаптивная регулируемая подвеска в автомобиле

Подвеске автомобиля приходится выполнять свои задачи по комфорту езды и обеспечению управляемости в самых различных дорожных условиях. Из-за этого почти все её свойства и численные характеристики приходится выбирать по соображениям компромисса, что не позволяет достичь идеала в принципе.

Помочь в такой ситуации может лишь усложнение подвески добавлением в неё свойства адаптации к текущим условиям. Это делает подвеску активной, хотя адаптация – лишь частный случай активных подвесок как класса.

Что такое адаптивная подвеска в автомобиле

Адаптации подлежат три основных свойства подвески:

• жёсткость упругих элементов;
• динамические характеристики демпфирующих узлов (амортизаторов);
• параметры связи между колёсами одной оси и осей между собой.

Самые сложные системы изменяют все три характеристики, но чаще всего адаптации подлежат лишь амортизаторы.

Принцип работы

Для комфортной езды подвеска должна быть максимально мягкой, но при этом страдает её энергоёмкость, поскольку возможности по изменению рабочих ходов очень ограничены общей геометрией направляющего аппарата и конструкцией кузова автомобиля.

Во многих случаях энергоёмкость не будет критичной, поэтому ею можно частично пожертвовать, уменьшив жёсткость. Обычно это делается изменением свойств амортизаторов, хотя с использованием пневматики и гидравлики можно снять и часть статической упругости.

Управляемость автомобиля улучшается с использованием более жёстко работающих амортизаторов, так пятно контакта шин с дорогой становится более стабильным.

Пропадает и нежелательная раскачка кузова, во время которой колёса непредсказуемо разгружаются, теряя свои сцепные свойства.

Похожий эффект проявится и при увеличении жёсткости стабилизаторов поперечной устойчивости, что не даст кузову крениться в поворотах. Сделать стабилизатор управляемым достаточно сложно, но такое техническое решение существует и применяется.

Положительно скажется на езде и уменьшение клевков на торможениях и приседаний при разгоне. Минимизируется динамическое перераспределение веса между осями. Тяговое или тормозное усилие будет максимальным на всех четырёх колёсах.

Управлять свойствами можно вручную, задавая начальные характеристики с пульта водителя или автоматически по командам электронного блока управления, получающего сигналы от датчиков.

Устройство

Для изменения свойств амортизаторов существуют два основных способа – регулировка перепускных способностей их клапанов или вязкости рабочей жидкости.

В первом случае демпфирующая способность меняется с помощью встроенных в амортизаторы клапанов, под воздействием управляющего электрического тока регулирующих свою геометрию.

Уменьшение сечения ведёт к затруднению перетекания жидкости, что добавляет динамическую жёсткость и не позволяет быстро изменять текущую длину штока.

Воспринимается это как повышение жёсткости и энергоёмкости, машина резче реагирует на неровности. Возникающие паразитные колебания быстрее гасятся, пятно контакта эффективней стабилизируется.

Практически то же получится если оперативно изменять вязкость жидкости. Существуют специальные среды, которые таким образом реагируют на магнитные поля.

С увеличением напряжённости внешнего поля, создаваемого электромагнитом, специальная жидкость ориентирует содержащиеся в ней микрочастицы, препятствуя их свободному перетеканию через отверстия постоянного сечения. Способ работает, но применяется гораздо реже.

Усложнённые исполнения адаптивных подвесок могут включать в себя пневматические или гидропневматические элементы, работающие в качестве упругих элементов. Такие комплексы способны изменять дорожный просвет или сохранять его постоянство при загрузке автомобиля.

Обеспечение связей между колёсами по электрическим, пневматическим или гидравлическим магистралям ликвидирует клевки и крены в поворотах.

Достаточно лишь добавить жёсткости подвеске нагруженных колёс и сделать меньше давление на начавшие разгружаться. Электроника легко с этим справится, получив сигналы от соответствующих датчиков.

Схема

В состав активных или адаптивных подвесок входят датчики, устройство обработки и управления, исполнительные механизмы и пульт ручного управления:

• датчики высоты кузова в зоне каждого отдельного колеса или осей, или общего клиренса кузова;
• датчики продольных, поперечных и вертикальных ускорений;
• блок электронного управления подвеской с зашитой в него программой адаптации;
• управляемые электроникой адаптивные амортизаторы;
• компрессор, в случае применения активной пневматики;
• штанги стабилизаторов поперечной устойчивости с регулируемой жёсткостью, вплоть до полного отключения связи между колёсами одной оси;
• антиклевковые связи между осями;
• датчики неровностей дороги в наиболее продвинутых подвесках с оценкой покрытия перед колёсами.

Обычно водитель задаёт общий характер работы подвески, переключая такие её режимы, как спорт, комфорт, бездорожье и им подобные. Не исключена и более тонкая настройка через информационный дисплей мультимедиа-системы.

Виды адаптивных подвесок

В зависимости от сложности подвески подразделяются на изменяющие те или иные составные части конструкции:

• изменяется только жёсткость амортизаторов;
• переменной величиной становится жёсткость упругого элемента, можно менять клиренс автомобиля;
• меняются свойства также и стабилизаторов поперечной устойчивости;
• возможен полный контроль над положением кузова над дорогой в статике и динамике;
• подвеска подстраивается под текущее состояние дороги и манеру вождения.

У каждой автомобильной компании применяются разные сочетания контрольных функций электронного блока.

На какие авто ставятся

Одной из первых компаний, применивших адаптивную подвеску, стала Citroen с её знаменитой системой Hydractiv. Это многорежимная гидропневматика, подстраивающаяся под разные режимы движения. Но функции электроники были задействованы слабо в силу недостаточного её развития в начале второй половины 20 века.

Куда более мощной системой стала подвеска Adaptive Drive от BMW. По высокоскоростной шине данных с применением сервоприводов эта конструкция мгновенно реагирует на ситуацию, меняя характеристики амортизаторов и стабилизаторов. К

омпенсируются крены, раскачивания кузова, сокращается тормозной путь. Автомобили приобретают спортивный характер, сохраняя комфортабельность в обычных условиях.

Примерно так же работает система Аdaptive Chassis Control от VAG. Причём на более премиальных машинах Audi используется принцип применения магниторезистивной жидкости в амортизаторах.

В качестве опций адаптивные подвески сейчас доступны почти у всех производителей, включая относительно недорогие модели из Кореи и Японии.

Регулировка

Регулировать адаптацию можно с помощью органов управления с водительского места. Это сводится к примерному предсказанию условий работы. Для скоростных пробегов по автомагистралям лучше использовать спортивный режим, а по не очень качественным дорогам выбирать комфорт и бездорожье.

Возможно также вмешательство в отдельные элементы через бортовый компьютер. Механические регулировки доступны, но практически не используются, проще внести коррективы с дилерского сканера.

Например, создать чисто авторский набор параметров подвески и запомнить его в виде отдельного пользовательского режима. Подобно тому, как при настройке сидений машина запоминает конкретного водителя.

Неисправности

Наиболее часто встречаются отказы датчиков, что связано с их непрерывной работой и наличием механических считывающих контактов. Неполадки в датчиках достаточно легко диагностируются по кодам ошибки сканеров.

Регулярной замены требуют также адаптивные амортизаторы. В них возникают течи и поломки электроклапанов. Хотя в целом их надёжность ненамного хуже, чем у более традиционных узлов.

Гораздо хуже обстоят дела в подвесках с применением пневматики. Здесь может отказать компрессор, прохудиться пневмобаллоны и возникнуть коррозия управляющих магистралей.

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.

Источник статьи: http://autovogdenie.ru/chto-takoe-adaptivnaya-podveska-avto.html