Адаптивная подвеска
Как известно, автопроизводители постоянно совершенствуют выпускаемые автомобили, стараясь улучшить их безопасность, практичность и повысить уровень комфорта при езде. И именно к уровню комфорта всегда было повышенное внимание. Всем известно, что за комфорт отвечает подвеска автомобиля, которая должна обеспечивать максимальное сцепление с дорожным покрытием и при этом обязана компенсировать все неровности. Однако стандартная подвеска, которой укомплектованы практически все бюджетные автомобили может обеспечить либо комфорт на неровной дороге, либо хорошую управляемость на трассе.
Постоянные совершенствования и внедрение новых технологий позволили автопроизводителям создать подвеску совершенно нового уровня, которая была названа адаптивной или активной. Собственно новшеством это назвать нельзя, потому как первая адаптивная подвеска была установлена французами на автомобили Citroen и представляла собой гидропневматическую систему. Концерн Mercedes-Benz также устанавливал на свои автомобили адаптивные подвески на основе гидропневматики. Тем не менее, если ранее адаптивная подвеска была громоздка и примитивна в плане функционала, то сегодня она стала намного компактнее, функциональнее, но и устройство ее также усложнилось.
Активная подвеска имеет массу преимуществ:
- способность самостоятельно в автоматическом режиме подстраиваться под любое дорожное покрытие;
- адаптация к стилю вождения;
- принудительная регулировка демпфирования;
- уменьшение кренов кузова и, следовательно, лучшая маневренность;
- и, конечно же, повышенный уровень безопасности.
Устройство и принцип работы адаптивной подвески
Адаптация к дорожным условиям и стилю вождения может обеспечиваться при помощи различных систем и устройств. На разных автомобилях применяются отличные друг от друга адаптивные подвески, однако предназначение и общий принцип действия остаются неизменными. В состав адаптивной подвески могут входить следующие элементы:
- активные (регулируемые) стойки амортизаторов;
- регулируемые стабилизаторы поперечной устойчивости;
- датчики ускорения, дорожного просвета, неровной дороги и прочие;
- электронный блок управления подвеской.
Активные стойки амортизаторов предназначены для динамического изменения жесткости подвески в зависимости от дорожного покрытия и ситуации на дороге. Амортизаторы могут иметь различную конструкцию. Из разновидностей встречаются стойки, оснащенные специальным электромагнитным клапаном с переменным сечением. Электронный блок управления подает напряжение разной величины на клапан амортизатора изменяя тем самым его проходное сечение, вследствие чего подвеска становится более жестче или мягче. Причем регулировка может осуществляться как на всех амортизаторах синхронно, так и для каждого индивидуально. Однако клапан – не единственное решение. Амортизатор может иметь стандартную конструкцию, которая заполнена особой рабочей жидкостью, меняющей вязкость под воздействием электромагнитных полей.
Существуют также адаптивные подвески с активными стабилизаторами поперечной устойчивости . Регулируемые стабилизаторы также получают команды от блока управления и меняют свою жесткость, тем самым уменьшая крены автомобиля при маневрировании на больших скоростях. Современные адаптивные подвески имеют довольно сложную и быстродействующую систему управления, которая способна получать, обрабатывать сигналы и посылать управляющие команды к исполнительным элементам за доли секунд, что позволяет менять характеристики мгновенно.
Стойки амортизатора и активные стабилизаторы относятся к исполнительным элементам адаптивной подвески. Однако для того чтобы исполнительные элементы могли выполнять свои функции, они должны получать для этого команды в нужное время. Управляет подвеской собственный электронный блок , который получает сигналы от многочисленных датчиков (автоматический режим) или от блока ручного контроля в салоне автомобиля (ручной режим). Водитель может самостоятельно установить требуемый режим подвески, и блок управления незамедлительно настроит соответствующим образом все исполнительные механизмы. Кроме того в ручном режиме также может осуществляться и автоматическая корректировка.
Адаптивная подвеска — что это? Устройство и принцип действия
Адаптивная подвеска одна из самых модных и навороченных тем. Она имеет также же другое название — полуактивная подвеска, и является дальнейшем развитием и разновидностью активной подвески, где амортизаторы изменяют свою степень демпфирования в зависимости от типа и состояния дороги или даже его отсутствия, различных параметров движения, стиля вождения водителя и его запросов. Степенью демпфирования — это быстрота затухания колебаний, зависящая от сопротивления амортизаторов и габаритов и параметров подрессоренных масс. Современные устройства адаптивной подвески предоставляют два метода регулирования степени жёсткости — демпфирования амортизаторов: с применением электромагнитных клапанов и амортизатор, наполненные магнитно-реологической жидкостью.
О первом варианте — с электромагнитным регулировочным клапаном. При регулировании свойств подвески с его помощью, контролируется его проходное сечение в зависимости от того, какой величины тока подающегося на него. Смыл в том, что чем больше напряжение тока, тем меньше так называемое проходное сечение клапана и тогда повышается степень демпфирования амортизатора – подвеска становится жесткой. Или же наоборот, чем слабее напряжение тока, тем больше у клапана становится проходное сечение, как следствие становится ниже степень жёсткости, или демпфирования, и мы получаем мягкую подвеску. Регулировочный клапан инсталлируется к каждому амортизатору и может находиться как внутри, так и снаружи амортизатора. Автомобильные амортизаторы с использованием таких электромагнитных регулировочных клапанов используются в механизмах адаптивных подвесок следующих брендов:
* система Electronic Damper Control, EDC от фирмы BMW, которая идёт в «группешнике» с активной подвеской Adaptive Drive. Всё больше и больше моделей BMW оснащаются такой системой;
* Mercedes-Benz со своим детищем Adaptive Damping System, ADS, которая выпускается в составе известной пневмоподвески Airmatic Dual Control, как и в случае BMW, количество моделей, обладающими данной подвеской, растёт;
* Механизм Continuous Damping Control, CDS от фирмы Opel;
* Адаптивная умная Adaptive Variable Suspension, AVS предлагает компания Toyota;
* и наконец, Volkswagen со своей не менее известной Adaptive Chassis Control, DCC;
Об использовании технологии жидкости на магнитно-реологической основе
Суть применения этой технологии состоит в том, что в составе магнитно-реологической жидкости находятся металлические частицы, которые начинают из-за воздействия магнитного поля вокруг самого амортизатора, где они находятся, выстраиваться вдоль его линий. В таких амортизаторах, заполненных жидкостью магнитно-реологического происхождения, нету привычных клапанов. Ни роль в поршне выполняют специальные каналы, которые помогают жидкости свободно циркулировать. В поршне также вмонтированы соленоиды — электромагнитные катушки. При подаче напряжения тока на эти соленоиды жёсткие частицы в магнитно-реологическом «мокром» составе по линиям магнитного поля выстраиваются и создают мощное сопротивление жидкости, точнее её движению по каналам. В результате чего достигается увеличение степени демпфирования, то есть подвеска становится жёстче, или наоборот — комфортнее. То есть машина имитирует управляемость спорткара, или любимого мягкого дивана на колёсах. Применение магнитно-реологической жидкости в составе адаптивных подвесок используется гораздо реже. Итак, подобную подвеску выпускают:
* General Motors — MagneRide для автомобилей Cadillac, Chevrolet, Например данной системой оснащаются Cadillac Seville STS ещё с первого поколения с 90х годов;
* Audi со своей Magnetic Ride. Оснащаются, например, Audi TT и R8.
Как осуществляется регулирование жёсткости адаптивной подвески
Регулирование необходимой степени жёсткости подвески — демпфирования амортизаторов, обеспечивается ЭБУ системы. Она работает в одной упряжке с входными устройствами, блоком управления и исполнительными механизмами.
Систему управления адаптивной подвески при её работе дополняют такие входные устройства, как сенсоры клиренса автомобиля и ускорения кузова машины во всех направлениях, селектор режимов работы.
С помощью селектора — селектора режимов работы, выбирается нужная настройка степени демпфирования, то есть жёсткости адаптивной подвески. Сенсоры дорожного просвета отвечают за «фиксированность» величины хода подвески, причём как на сжатие, так и на отбой. Сенсор ускорения кузова вычисляет «ускоряемость» кузова автомобиля по вертикальной плоскости, порой в некоторых моделях и в горизонтальной. Количество и перечень датчиков (сенсоров) различается в зависимости от конкретной модели, от конструкции адаптивной подвески. К примеру, Volkswagen в свою подвеску DCC два сенсора дорожного просвета и три сенсора ускорения кузова. Два находятся спереди автомобиля и один сзади.
В ЭБУ поступают сигналы от сенсоров, где в соответствии с конкретной заложенной программой и начинается их обработка и дальнейшее формирование основанная на них управляющих сигналов, которые уже поступают на исполнительные устройства, к таким как электрорегулировочные электромагнитные клапаны или соленоиды (электромагнитные катушки). Однако, блок управления продвинутых версий адаптивной подвески при своей работе активно взаимодействует также с остальными системами автомобиля. К примеру с такими, как усилитель рулевого управления, автоматика тормозной системы, автоматическая трансмиссия, система управления двигателем и другими.
Как правило, конструкция адаптивной подвески предусматривает три встроенных режима работы: это распространённый трио — нормальный, спортивный и комфортный. Ну а в некоторых случаях есть дополнительные режимы, скорее под-режимы, например нормальный, полуспортивный, и «настоящий» спортивный и т.д.
Водителем может выбирать режимы и управлять ими в зависимости от потребности. И естественно в новых подвесках каждый режим осуществляет регулирование степени жёсткости автоматически, то есть необходимого демпфирования амортизаторов в пределах установленных параметрических характеристиках.
Показания сенсоров ускорения кузова прямо зависят от качества дорожного покрытия. В итоге, на дороге чем больше неровностей, тем активнее кузов автомобиля раскачивается. В соответствии с этим «мозги» системы управления выбирают и настраивают степень жёсткости амортизаторов.
Роль сенсоров дорожного просвета состоит в отслеживании текущей ситуации при движении автомобиля — торможении, ускорении, поворотах. Например, при торможениях клюёт носом — передняя часть автомобиля всегда опускается ниже задней, а при ускорении – происходит всё наоборот. Здесь принцип в том, что для обеспечения постоянного горизонтального положения кузова система регулирует уровень демпфирования амортизаторов спереди и сзади, которые будет различаться для каждой оси соответственно. При поворотах же из-за воздействия инерционной силы одна сторона автомобиля всегда оказывается выше/ниже другой. В этом случае «мозги» адаптивной подвески берут на себя обязанность раздельно регулировать и управлять правые и левые амортизаторы, то есть при правом повороте, когда правый бок стремится подниматься в воздух, то левые амортизаторы становятся жёстче. Чем и достигается устойчивость при прохождении поворотов.
Таким образом, на основании полученных сигналов сенсоров в блок управления формируются управляющие сигналы отдельно для каждого амортизатора, что позволяет добиться максимальной комфортности, спортивности и безопасности для каждого из выбранных на данный момент режимов.
Устройство и принцип работы адаптивной подвески
Адаптивная подвеска, как и любая другая система подрессоривания, представляет собой совокупность узлов и механизмов, которые обеспечивают комфорт и безопасность передвижения водителя и пассажиров. От качества подвески зависят управляемость и устойчивость автомобиля, а также срок службы других узлов и механизмов. Поэтому все чаще автолюбители делают выбор в пользу регулируемой подвески, которая подстраивается под любой тип дорожной поверхности.
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.
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.
Элементы адаптивной подвески
Адаптивная подвеска обычно включает в себя следующие элементы:
- электронный блок управления подвеской;
- регулируемые стабилизаторы поперечной устойчивости;
- активные (регулируемые) стойки амортизаторов;
- датчики (ускорения кузова, неровной дороги, дорожного просвета и другие).
Автопроизводители могут применять различные системы подрессоривания, при этом их общий принцип действия всегда одинаков.
Электронный блок управления
Электронный блок управления – элемент системы, управляющий режимами работы подвески. Данный элемент анализирует информацию с датчиков либо получает сигнал от блока ручного управления, которым управляет водитель. Соответственно, в первом случае корректировка происходит автоматически, а во втором – в ручном режиме.
Регулируемый стабилизатор поперечной устойчивости
Данный элемент меняет степень своей жесткости по сигналу от блока управления. Стабилизаторы поперечной устойчивости включаются в работу при маневрировании автомобиля. Адаптивная подвеска использует этот компонент для уменьшения крена кузова автомобиля. Современные системы управления подвеской получают, анализируют и отправляют сигналы к исполняющим механизмам за миллисекунды. Это позволяет мгновенно менять настройки подвески.
Активные (регулируемые) стойки амортизаторов
Этот элемент оперативно реагирует на тип дорожного покрытия и режим движения автомобиля, изменяя степень жесткости системы подрессоривания. Различают активные стойки амортизаторов с электромагнитным клапаном, а также с магнитно-реологической жидкостью. Первый вид стоек изменяет жесткость подвески с помощью электромагнитного клапана, который имеет переменное сечение. Само сечение меняется в зависимости от напряжения, которое подает электронный блок управления. Второй вид активных стоек амортизаторов заполнен специальной жидкостью, которая изменяет вязкость за счет воздействия электромагнитного поля. Сопротивление прохождению жидкости через клапана амортизатора увеличивает жесткость подвески.
Датчики
Датчики адаптивной подвески – это устройства, предназначенные для измерения различных величин и отправки информации в электронный блок управления. Датчик ускорения кузова постоянно оценивает качество дороги и срабатывает при раскачке кузова автомобиля. Датчик неровной дороги реагирует на неровности дорожной поверхности, отправляя сигнал при вертикальных колебаниях. Благодаря этому сенсору электронный блок управления своевременно «узнает» о прохождении неровности. Датчик положения кузова связывается с системой управления при различных маневрах автомобиля (ускорении, торможении), когда задняя часть автомобиля становится ниже передней и наоборот.
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.
Преимущества и недостатки
Преимущества адаптивной подвески:
- лучшие ходовые качества автомобиля;
- комфорт и безопасность водителя и пассажиров при движении.
Главный недостаток адаптивной системы подрессоривания – ее цена. Ее наличие может на порядок увеличить изначальную стоимость автомобиля. При этом владельцы машины с таким типом подвески должны помнить, что в дальнейшем увеличится и стоимость ее обслуживания.
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.
Что такое Адаптивная подвеска и как работает? Принцип работы и для чего нужен.
Адаптивная подвеска — наиболее современная подвеска автомобиля. Представляет собой сложную систему стоек, амортизаторов и датчиков, соединённых с бортовым компьютером авто. Как видно из названия, такая подвеска адаптируется к дорожным условиям, изменяя жёсткость и клиренс. Устанавливается адаптивная подвеска на авто премиум-класса. Из-за большого количества взаимосвязанных элементов и электроники ремонт их дорогостоящий. При выходе из строя одного из датчиков, подвеска перестаёт перестраиваться, и вождение превращается в проблему.
Автосервис и Технологии
Автор: Роман Беньковский
Автомобілі Mercedes-Benz навчили керувати розумним домом
Третє покоління “мультимедійки” обіцяють випустити тільки у 2025 році.