Активная подвеска, как и многие другие новации, была создана в мире Гран При. Теперь она постепенно становится, все более популярной при производстве обычных транспортных средств. Интересно отметить, что по мере того как некоторые команды, принимавшие участие в гонках «Формула-1», совершенствовали подвеску, правила изменились (1993-1994 гг.), чтобы предотвратить ее использование!
Обычные системы подвески — это всегда компромисс между мягкими пружинами для комфорта и более жестким подпружиниванием для лучшей устойчивости движения на поворотах. Система подвески должна выполнять четыре главных функции:
- поглощать удары от ухабов
- справляться с «нырянием» носовой части при торможении
- предотвращать опрокидывание во время поворотов
- регулировать движение корпуса
Это означает, что некоторые функции должны быть приняты с оговорками, чтобы другие выполнялись в большей степени.
Функционирование активной подвески
Активная подвеска позволяет получить лучшее сочетание из обоих миров. Активная подвеска получается при замене обычных пружин на гидравлические узлы двойного действия. Ими управляет блок управления (ECU), который получает сигналы от различных датчиков. Давление масла сверх 150 бар поставляется гидравлическим узлам от насоса. Клапан с сервоприводом контролирует давление масла, которое является, возможно, самым критическим параметром системы.
Главные выгоды от применения активной подвески состоят в следующем:
- большой комфорт при движении
- лучшая управляемость
- повышенная безопасность
- предсказуемое поведение транспортного средства в различных условиях
- отсутствие разницы в поведении на дороге пустой и нагруженной машины
Основные отличия
Стандартная подвеска, которая устанавливается на бюджетные автомобили, ограничена в своих возможностях: она обеспечивает машине хорошую управляемость на трассе либо комфорт на неровной дороге. Адаптивная подвеска имеет два главных отличия от стандартной – это приспосабливание к текущему дорожному покрытию и стилю вождения. Это подвеска нового уровня, представляющая собой систему со множеством датчиков и активных механизмов. При движении на автомобиле с адаптивной подвеской водитель может и не заметить изменение качества дороги.
Данный тип регулируемой подвески нельзя назвать инновацией, так как эта сложная конструкция устанавливается на автомобили не первый год. Однако совсем недавно автопроизводителям удалось сделать ее компактнее, при этом увеличив функционал. Усовершенствование этой части автомобиля также позволило уменьшить крен кузова и улучшить маневренность.
Выбор режима подвески водителем
В системе предусмотрен выключатель, позволяющий водителю выбрать мягкие или жесткие параметры настройки системы. Но даже если будет выбрано мягкое регулирование, то система переключится на более жесткое при определенных эксплуатационных условиях.
Рис. Общая компоновка системы активной подвески и используемые датчики
На схеме компоновки системы активной подвески показано упрошенное представление гидравлического узла. По сути, это гидравлический домкрат, который может обеспечивать очень высокое давление масла, подаваемого к верхней или нижней камере. Функционирование всей системы происходит следующим образом. В момент, когда колесо встречает на дороге выпуклость, возникает вертикальное ускорение вверх и увеличение вертикальной нагрузки. Эта информация подастся к ECU, который вычисляет идеальное смешение колеса. Сигнал управления от ECU посылается сервоклапанам, которые управляют положением главных гидравлических узлов. Поскольку этот процесс может происходить сотни раз в секунду, колесо может точно следовать за контуром дорожной поверхности, Это смягчает действие нежелательных нагрузок на корпус автомобиля.
Благодаря анализу информации от других датчиков, вроде бокового датчика ускорения (данные о движении на повороте) и продольного датчика (информация о продольном торможении или ускорении), приводы могут перемещаться так, чтобы всегда обеспечивать максимальную устойчивость.
Активная подвеска обеспечивает комфортное движение, и в этом залог ее будущего. Так как цены на комплектующие падают, система скоро станет достоянием большого количества транспортных средств. Ожидается, что в ближайшем будущем активной подвеской могут быть оборудованы даже внедорожники.
Принцип работы
Адаптивной подвеской называют такой тип подвески, которая автоматически изменяет свои характеристики (адаптируется) во время движения. Сразу отметим, что активная подвеска – это общее определение, а адаптивная система подрессоривания является ее разновидностью.
Общий вид адаптивной подвески
Для успешной работы системе необходимо собрать информацию о текущих условиях движения автомобиля – этим занимаются различные датчики и сенсоры. В анализируемую информацию входят тип дорожной поверхности, положение кузова, параметры движения, стиль управления автомобилем и другие данные (зависит от разновидности адаптивного шасси). Далее в работу вступает электронный блок управления, который за доли секунды анализирует данные, полученные от датчиков, и отправляет управляющие сигналы на исполнительные устройства – активные стойки амортизаторов и стабилизаторы поперечной устойчивости. В результате механизм мгновенно подстраивается под конкретные условия.
В случае получения команды от блока ручного управления подвеской система подрессоривания начнет адаптироваться под выбранный водителем режим. Обычно используется три режима работы подвески: нормальный, комфортный и спортивный.
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.
Пневмоподвеска и амортизаторы с регулируемой жесткостью
Минимальный набор для автомобиля представительского класса, обеспечивающий достойную плавность хода и надежную управляемость, — пневмоподвеска и амортизаторы с регулируемой жесткостью.
Минимальный набор для автомобиля представительского класса, обеспечивающий достойную плавность хода и надежную управляемость, — пневмоподвеска и амортизаторы с регулируемой жесткостью.
Любопытную идею реализовала фирма Hyundai, установив на новой Sonata заднюю подвеску AGCS (Active Geometry Control Suspension — активный контроль за изменением геометрии). Электромоторы приводят в движение тяги, изменяя углы установки колес. Таким образом электроника помогает корме подруливать в поворотах. Кстати, у некоторых автомобилей электромоторы, подчиняющиеся активному рулевому управлению, изменяют вместе с передними угол поворота. Например, RAS (Rear Active Steer — активные задние колеса) у Infinity или Integral Active Steering у BMW.
Справочник подвесок: на чем стоим?
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.
Преимущества и недостатки
Рассматривая преимущества и недоставки адаптивной подвески, нужно понимать, что она появилась в автомобилях сравнительно недавно. Модели, управляемой компьютером, не больше 10 лет. Так что можно сказать, что она еще на стадии разработки и отладки.
К явным преимуществам, можно отнести следующее:
- Автомобили с такой подвеской двигаются намного плавнее, чем на обычных амортизаторах.
- Управляемость машины улучшается в разы, причем на дорогах любого качества.
- Очень удобная функция изменения клиренса делает любые дороги проходимыми.
- Адаптация под дорогу обеспечивается автоматически без участия человека.
- При желании можно взять на себя управление подвеской, меняя ее жесткость, как удобно водителю.
- Гидропневматические устройства в адаптивной подвеске надежные. При нормальной эксплуатации они могут проездить без обслуживания до 25 000 км.
Минусы адаптивной подвески:
- Дороговизна устройства, что в целом поднимает цену на всю машину.
- Сложность устройства — повышает цену на ремонт узлов и механизмов.
- При замене гидромеханического элемента в подвеске нужно менять его пару. Так система будет работать синхронно.
Agility Control
В подвеске Agility Control у моделей «Мерседес-Бенц» жесткость амортизаторов меняется в зависимости от частоты и амплитуды, с которой перемещается шток.
В подвеске Agility Control у моделей «Мерседес-Бенц» жесткость амортизаторов меняется в зависимости от частоты и амплитуды, с которой перемещается шток.
История адаптивных подвесок
Она начинается в середине 50-х годов прошлого века, когда французская фирма Citroen установила гидропневматику на заднюю ось представительного Traction Avant 15CV6, а чуть позже — на все четыре колеса модели DS. На каждом амортизаторе располагалась сфера, разделенная мембраной на две части, в которых находится рабочая жидкость и подпирающий ее газ под давлением.
В 1989 году появилась модель XM, на которой установили активную гидропневматическую подвеску Hydractiv. Под контролем электроники она подстраивалась под дорожную ситуацию. Сегодня на Citroen работает Hydractiv третьего поколения, причем наряду с обычной версией предлагают и более комфортную с приставкой Plus.
В прошлом веке гидропневматическую подвеску устанавливали не только на «ситроены», но и на дорогие представительские автомобили: Mercedes-Benz, Bentley, Rolls-Royce. Кстати, автомобили, увенчанные трехлучевой звездой, и сейчас не избегают такой схемы.
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.
Датчики
Это устройства, предназначенные для измерения и сбора данных, которые необходимы на бортовом компьютере для изменения настроек и параметров подвески при необходимости.
Мы надеемся, что нам удалось внести немного больше ясности в вопрос о том, что такое активная подвеска, но давайте разберемся, как эта подвеска работает в целом.
Представьте себе, что вы едете по шоссе, и ваша поездка проходит относительно гладко (настолько же плавно, насколько это возможно на обычных трассах). Однако в один прекрасный момент вы решаете съехать с шоссе и поехать по дороге третьего класса, усеянной выбоинами.
Если у вас стандартная подвеска, у вас нет другого выбора, кроме как увидеть, что вибрации в салоне увеличиваются, и ваш автомобиль будет подпрыгивать чаще и неприятнее. Вы также должны быть осторожны при вождении и двигаться медленнее и осторожнее, так как существует опасность потери контроля над автомобилем при любых неровностях.
Однако, если у вас активная подвеска, это изменение типа дорожного покрытия, по которому вы едете, никак не повлияет на вас, потому что, как только вы выезжаете с шоссе, вы можете просто перенастроить амортизаторы, и они станут «тверже». или наоборот — если вы едете по ухабистой дороге на шоссе, вы можете перенастроить подвеску так, чтобы она стала «более мягкой».
Все это возможно благодаря активной подвеске, которая может автоматически адаптироваться к вашей дороге и стилю вождения.
Конечно, как мы упоминали в начале, то, насколько подвеска сможет адаптироваться, зависит от того, является ли она активной или адаптивной. В первом случае вы сможете отрегулировать всю подвеску, а во втором — только амортизаторы.
Применение
Наибольшее распространение получили адаптивные подвески с электромагнитным клапаном в активных стойках амортизаторов. Такая совокупность механизмов устанавливается на автомобилях Opel, Volkswagen, Toyota, Mercedes-Benz. Шасси с магнитно-реологической жидкостью большой популярностью не пользуется. Его можно обнаружить на автомобилях Audi, Cadillac и Chevrolet.
Производители активных подвесок не стоят на месте. Они комбинируют все имеющиеся варианты с целью улучшить их характеристики, а также уменьшить размер и массу. Главная задача – добиться уникальных настроек в каждый момент времени для каждого отдельного колеса. Это позволит поднять комфорт и безопасность еще на одну ступень, а также улучшить управляемость и устойчивость автомобиля.
Адаптивная подвеска: высший инженерный пилотаж
Для начала разберёмся с сутью и терминологией. Главной особенностью адаптивной подвески (кстати, её иногда называют активной) является то, что она может менять жёсткость амортизаторов, так называемое демпфирование, в зависимости от состояния дорожного полотна, манеры вождения и других аналогичных параметров.
Понятное дело, что все крупные автопроизводители хотели бы иметь в своём арсенале такую систему, ведь она настоящая находка для современного авто. Так и есть, причём каждая уважающая себя компания, зная что такое адаптивная подвеска, посчитала нужным создать свою версию этой технологии.
К примеру:
- У компании Toyota она носит название Adaptive Variable Suspension, что в сокращении AVS (о ней мы уже упоминали);
- У Mersedes-Benz – это Adaptive Damping System или ADS;
- Баварские инженеры из BMW назвали свой вариант адаптивной подвески Adaptive Drive;
- Volkswagen Adaptive Chassis Control — DCC;
- Opel назвал Continuous Damping Control — CDS, и так далее …
Не редкость, когда для достижения ещё больших уровней комфорта, который нужен, например, автомобилю бизнес-класса, адаптивную схему объединяют с пневматической подвеской. Так поступили в Мерседес с технологией ADS, помимо этого аналогичную систему применяют в Audi.
