Устройство автомобиля –
«Регулируемые подвески»
Особые амортизаторы
Изюминка “Mercedes-Benz” S-класса – уникальная система ABC
Активные стабилизаторы поперечной устойчивости “Dynamic Drive” практически не дают “семерке” BMW крениться в поворотах.
ГЛАВНЫЙ элемент многих регулируемых подвесок – специальный амортизатор, который по команде электронной системы управления может менять свои характеристики во время движения автомо¬биля. В остальном такие подвески практически не отличаются от обычных. Как правило, регулируе¬мые амортизаторы имеют несколько фиксированных режимов работы (напри¬мер, стандартный, спортивный и комфортный). Их выбирает водитель с помощью кнопок в сало¬не машины.
Причем регулируемые амортизаторы бывают разные. Например, в ходовой части спортивных купе “Audi TT” или “Chevrolet Corvette ZR1” используется технология “Magnetic Ride”. В такой амортизатор залито специальное масло с магнитными частицами (так называемая магнито-реологическая жидкость). Кроме того, в поршень встроен электромагнит. При движении автомобиля электронный блок управления с различных датчиков постоянно полу¬чает информацию о работе подвески, скорости вращения колес, других параметрах – и в зависимости от выбранного водителем режима регулирует ток в электромагните. Вокруг него создается магнитное поле, под воздействием которого частицы в масле выстраиваются в определенном порядке, увеличивая вязкость жидкости и соответственно жесткость амортизатора. Таким образом, подвеска очень быстро приспосаб¬ливается к любой дороге. До недавнего времени подобные амортизаторы не могли похвастать доступной ценой, высокой надежностью и стабильностью работы, поэтому встречались достаточно редко. Но, как показывают современные тенденции, проектировщикам удалось решить эти проблемы.
По-другому устроены регулируемые амортизаторы других систем – “Four-C” (“Continuously Controlled Chassis Con-cept”), применяющаяся на автомобиле “Volvo S80”; EDC (“Electronic Damper Control”), известной по различным моделям компании BMW, а также PASM (“Porsche Active Suspension System”), ко¬торой оснащаются многие спорткары “Porsche”.
Жесткость амортизаторов у них также регулируется электроникой, только управляет она специаль¬ным электромагнитным клапаном, который пере¬крывает подачу масла из одного резервуара амортизатора в другой.
Однако, несмотря на то, что блок управления несколько сот раз в секунду получает информацию с множества датчиков и в соответствии с их показаниями изменяет настройки ходовой части, быстродействие такой системы почти на порядок ниже, чем у подвески с “магнитными” демпферами. Кроме того, жесткость аморти¬затора в таких системах меняется не плавно, а ступенчато. Иными словами, эффективность подобного шасси не столь высока, поэтому на современных автомобилях оно хоть и широко распространено, но встречается все реже.
Кстати, компания BMW на своих моделях помимо регулируемых амортизаторов EDC для борьбы с кренами кузова в поворотах применяет активные стабилизаторы поперечной устойчивости “Dynamic Drive”. Посередине в них встроен мощный гидромотор, который при прямолинейном движении не работает, и стабилизатор не вмешивается в работу подвески. Начало поворота электроника определяет по сигналу датчиков поперечных ускорений и дает команду гидромотору. Чем круче поворот, тем силь¬нее гидравлика закручивает половинки стабилизатора, препятствуя крену кузова.
Нетрадиционные упругие элементы
Пневмоподвеска обеспечивает “Range Rover” не только высокую плавность хода, но и отменную проходимость.
В ходовой части “Audi TT” используются регулируемые амортизаторы, заполненные специальной магнито-реологической жидкостью.
СДЕЛАТЬ ходовую часть регулируемой можно также с помощью специальных упругих элементов. Многие автопроизводители применяют на своих моделях пневматическую подвеску. В ней традиционные пружины заменены баллонами со сжатым воздухом. Их упругая характеристика практически идеальна, по¬этому машина с таким шасси обладает очень высокой плавностью хода. Необхо¬димое давление воздуха в пневмоэлементах обычно поддерживает компрессор с электроприводом.
Есть у пневмоподвески и другие достоинства. В частности, на универсалах и минивэнах встречается система поддержания постоянного уровня кузова над дорогой. Даже при большой загрузке такая машина сохраняет хорошую управляемость и плавность хода. На дорогих автомобилях (например на внедорожнике “Range Rover”) пневмоподвеска еще сложнее. Воздушным компрессором здесь управляет электроника, получающая сигналы от множества датчиков (скорости, уровня кузова, положения колес и т.д.). С помощью специальной системы клапанов она устанавливает давление в каждом пневмобаллоне индивидуально. Это позволяет заметно уменьшить крены кузова в поворотах и сделать автомобиль устойчивее. Кроме того, водитель по своему желанию может менять дорожный просвет машины.
Оригинальный подход к созданию регулируемой подвески продемонстрировала компания “Mercedes-Benz”, которая устанавливает на некоторые свои модели систему ABC (“Active Body Control”). Ее основной элемент – специальные стойки подвески, объединяющие пружину и амортизатор. Причем пружина находится в герметичном цилиндре, и ее сжатие (а соответственно и жесткость) регулируется поршнем, который перемещается давлением жидкости от гидравлического насоса и гидроаккумуляторов. Управляют работой этой системы электронные блоки, получающие сигналы от 13 датчиков. ABC работает настолько быстро и эффективно, что машина с такой подвеской даже не нуждается в стабилизаторах поперечной устойчивости. Кроме того, при поломке гидравлики ходовая часть сохраняет работоспособность, и автомобиль может двигаться дальше. Недостатком подобной системы можно назвать ее большую стоимость.
Гидропневматическая подвеска
“Citroёn C5” – один из немногих серийных автомобилей с гидропневматической подвеской.
ОТДЕЛЬНО стоит упомянуть о гидропневматических подвесках, лидером в разработке которых вот уже более полувека остается компания “Citroёn”. В такой ходовой части традиционные пружины заменены сферами (вдобавок еще две такие же сферы стоят на каждой оси машины). Они заполнены сжатым газом, выполняющим роль упругого элемента, отделенным от единой гидравлической системы гибкой мембраной. На нее воздействует масло, которое при перемещении колеса вытесняется из стойки подвески. Давление в системе поддерживается гидронасосом, а электроника с помощью специальных клапанов распределяет потоки масла и тем самым изменяет жесткость подвески в очень широких пределах.
Гидропневматическая ходовая часть придает автомобилю отличные ходовые качества, но очень дорога в изготовлении. Поэтому на современных моделях встречается весьма редко.
Пневматическая подвеска! Кто самый надежный? Рейтинг надежности автомобилей с пневмоподвеской.
Рейтинг автомобилей с пневматической подвеской. Кто самый надежный?
Прошло более трех лет, с того момента, как нами были обслужены первые клиенты. Более трех лет, практически четыре года, мы собирали сведения и отзывы о тех или иных автомобилях. По роду своей деятельности, нас интересовала пневматическая подвеска, точнее сказать надежность и работоспособность в экстремальных условиях. Спустя все это время, уже сегодня, мы готовы поделиться своим опытом с Вами, уважаемые посетители нашего сайта.
Данная статья не носит какого-либо рекламного характера, это только наш опыт и наши мысли. Мы очень надеемся, что кому то, эта статья поможет с выбором автомобиля в дальнейшем. Согласитесь, что надежность различных систем наших с вами автомобилей, зачастую играет решающую роль при выборе нового автомобиля!
Разрешите вам представить наш рейтинг надежности по более популярным автомобилям на пневмоподвеске, при этом мы так же укажем детали, которые потребуют к себе наибольшего внимания со стороны владельца.
Хочу также обратить ваше внимание на то, что все относительно и, конечно же, качество дорожного полотна, климат, манера езды и т.д., напрямую влияют на надежность пневматической подвески и соответственно на срок службы тех или иных деталей данной системы.
1. Самыми надежными в данном вопросе автомобилями в нашем рейтинге являются сразу несколько моделей. Это легко объяснимо, так как все базируются на одной и той же платформе и имеют абсолютно одинаковые пневматические стойки, компрессоры и ресиверы, различия кроются лишь в настройках. Мы говорим о Audi Q7, VW Touareg, Porsche Cayenne.
Если говорить о самых уязвимых местах в системе пневматической подвески у этих автомобилей, то здесь свое пристальное внимание стоит обратить на нагнетательный клапан выходящий из пневматического баллона. Именно он начинает выпускать воздух из пневмобаллона, и, как следует из нашего опыта, владельцы заменяют всю пневматическую стойку целиком! Далее компрессор, который мог «умереть» из-за нагнетательного клапана, потому как требовалась постоянная подкачка. Сами пневматические баллоны довольно «живучие» за счет того, что они защищены от внешней среды металлическим стаканом. А долговечность амортизаторов напрямую зависит от качества дорожного полотна, внимательности водителя и объема двигателя под капотом. Бывали случаи, что амортизаторы на VW Touareg обращали на себя внимание только через 200000-230000 километров пробега!
2. В общем концерн VAG достаточно серьезно подошли к вопросу надежности пневмоподвески и следующими автомобилями в нашем рейтинге появляются Audi A8, VW Phaeton. Как и в предыдущем случае конструктивных отличий в пневматических стойках этих автомобилей очень мало и сводятся они лишь к настройкам.
Количество обращений владельцев таких автомобилей с проблемами пневматической подвески также достаточно мало, но второму, а то и третьему владельцу этих замечательных автомобилей приходиться вкладываться. Стойки меняются только в сборе, хотя и можно воспользоваться услугами мастерских по ремонту пневмобаллонов, но, как правило, гарантию того, сколько прослужит отремонтированная стойка, никто не дает. Отсюда следует, что необходимо менять стойки только парами. Срок службы пневмостоек достаточно велик, 120000-160000 километров. И снова позволю себе немного оговориться и напомнить, что надежность пневмостоек и срок их службы, напрямую зависят от манеры езды и качества дорог, по которым передвигается автомобиль.
4. Mercedes Benz S klass w220/w221 и Mercedes Benz E klass w211/CLS klass w219. Пневматические стойки и баллоны вышеперечисленных авто обладают примерно одинаковой надежностью и являют собой закрытые стойки и пневмобаллоны c «глухой» защитой от воздействий внешней среды. Средний срок службы передних пневматических стоек в районе 100000 километров, задние же ходят немногим больше, в районе 120000 км., но следует помнить, что, чем больше и соответственно тяжелее мотор, тем меньше срок службы у передних пневмостоек. Хотя, встречались случаи когда владелец E klass w211 с кузовом универсал, задумался о замене пневмостоек только к 300000 км. пробега, но это единичные случаи.
Также обращаю ваше внимание, что например задние баллоны W211/W219 менять рекомендуется только парами, так как работа по замене этих деталей трудоемкая и довольно затратная, поэтому не стоит на этом экономить. Что касается S klasse, то слабыми местами являются блоки клапанов на более продвинутой, гидропневматической подвеске ABC. Если же говорить о подвеске Airmatiс, то лучше взять за правило, раз в 80000-100000 км. обновлять все стойки по кругу, вне зависимости от их состояния!
5. Идем дальше. Land Rover Range Rover Vogue/Sport. В принципе пневматические стойки на этих автомобилях тоже достаточно надежны, но ввиду того, что пневматические баллоны, например на Range Rover III, ничем не защищены, они наиболее подвержены воздействию факторов окружающей среды. Также к болячкам отнесем компьютер Range Rover, блок управления пневмоподвеской. Например, бывали случаи, в большой минус по термометру, пневмоподвеска просто отказывалась подниматься, т.е. не получала сигнала от замерзшего блока управления. В основном проблемы носят электрический характер. Если с вами произошла описанная выше ситуация, то следует попробовать поступить следующим образом: «Прогреваете автомобиль в обычном режиме, затем включаете драйв и выезжаете на какую-нибудь свободную прямую, убедившись в безопасности движения, резко нажмите на акселератор достигнув 60-79 км/ч., подвеска должна приподняться». Это реальные советы, полученные на личном опыте в реальных ситуациях, которые надеемся, помогут и Вам!
6. На шестом месте расположился автомобиль Audi Allroad 1-й генерации. Ввиду того, что эти автомобили выпускались только на пневмоходу, а спрос на них до сих пор достаточно большой, то об отказах пневмосистемы в этих автмобилях мы слышим достаточно часто. Чаще всего из строя выходят именно пневмобаллоны. Они ничем не защищены, да и возраст таких автомобилей, как правило, уже более 10-ти лет. Кстати говоря, многие владельцы этих автомобилей благополучно заменяют пневмоподвеску на обычную, пружинную. Благо кит-комплекты таких производителей как: Airbagit, Arnott Inc., широко представлены у нас в стране и на нашем сайте.
7. В конце нашего списка расположился Mercedes Benz со своими ML/GL W164! Да да, именно они то и выпивают больше всего крови у своих владельцев. Есть только один большой плюс при приобретении таких авто с пневматической подвеской, все детали разборные и легко ремонтируются, да и количество заменителей оригинальных деталей достаточно широко, благодаря чему стоимость очень даже приятная. Например, можно самостоятельно в гараже, отдельно от амортизатора заменить передний пневматический баллон, держится он на одной гайке. Заменить задний пневмобаллон того проще, тоже самое касается заднего амортизатора.
Напоминаю вам, что любые детали пневматической подвески, кит-комплекты для замены пневмоподвески на пружины, вы найдете на нашем сайте: pnevmousa.ru
Хочется добавить, что нам было бы приятно вступить в диалог с нашими читателями, а также поднабраться опыта либо поделиться нашим! Заходите на наш сайт или группу в контакте и оставляйте свои сообщения.
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:
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:
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:
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.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески
Настройки ходовой части обычного дорожного автомобиля — это, как правило, компромисс. И не всегда удачный. Но делать уступки не имеет смысла, если подвески умеют менять свои параметры прямо в движении
Давайте сначала разберемся с понятиями, поскольку сейчас в ходу различные термины — активная подвеска, адаптивная… Так вот, мы будем считать, что активная ходовая часть — более общее определение. Ведь изменять характеристики подвесок ради повышения устойчивости, управляемости, избавления от кренов и т.д. можно как превентивно (нажатием кнопки в салоне или ручной регулировкой), так и полностью автоматически.
Именно в последнем случае уместно говорить об адаптивной ходовой. Такая подвеска при помощи различных датчиков и электронных устройств собирает данные о положении кузова автомобиля, качестве дорожного покрытия, параметрах движения, чтобы в результате самостоятельно подстроить свою работу под конкретные условия, стиль пилотирования водителя или же выбранный им режим. Главная и важнейшая задача адаптивной подвески — как можно быстрее определить, что находится под колесами автомобиля и как он едет, а затем мгновенно перестроить характеристики: изменить клиренс, степень демпфирования, геометрию подвески, а иногда даже… скорректировать углы поворота задних колес.
ИСТОРИЯ АКТИВНОЙ ПОДВЕСКИ
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 1
Впервые гидропневматическая подвеска была установлена на заднюю ось Citroen Traction Avant 15CVH в 1954 году
Началом истории активной подвески можно считать 50-е годы прошлого века, когда на автомобиле в качестве упругих элементов впервые появились диковинные гидропневматические стойки. Роль традиционных амортизаторов и пружин в такой конструкции выполняют специальные гидpoцилиндры и сферы-гидpoaккумуляторы с газовым подпором. Принцип прост: меняем давление жидкости — меняем параметры ходовой части. В те времена такая конструкция была очень громоздкой и тяжелой, однако в полной мере оправдывала себя высокой плавностью хода и возможностью регулировки дорожного просвета.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 2
Металлические сферы на схеме — это дополнительные (к примеру, в жёстком режиме подвески они не работают) гидропневматические упругие элементы, которые внутри разделены эластичными мембранами. В нижней части сферы — рабочая жидкость, а в верхней — газ азот
Первой гидропневматические стойки на своих автомобилях применила компания Citroen. Это случилось в 1954 г. Французы продолжили развивать эту тему и дальше (например, на легендарной модели DS), а в 90-х годах состоялся дебют более совершенной гидропневматической подвески Hydractive, которую инженеры и по сей день продолжают модернизировать. Вот она-то как раз уже считалась адаптивной, поскольку при помощи электроники могла самостоятельно приспосабливаться к условиям движения: лучше сглаживать толчки, приходящие на кузов, уменьшать клевки при торможении, бороться с кренами в поворотах, а также подстраивать клиренс автомобиля под скорость машины и дорожное покрытие под колесами. Автоматическое изменение жесткости каждого упругого элемента в адаптивной гидропневматической подвеске основывается на управлении давлением жидкости и газа в системе (чтобы предметно понять принцип работы такой схемы подвески, посмотрите видео ниже).
АМОРТИЗАТОРЫ ПЕРЕМЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ
И все же с годами гидропневматика не стала проще. Скорее, наоборот. Поэтому логичнее начать рассказ с самого рядового способа адаптации характеристик подвески под дорожное покрытие — индивидуального контроля жесткости каждого амортизатора. Напомним, они необходимы любой машине для гашения колебаний кузова. Типичный демпфер представляет собой цилиндр, разделенный на отдельные камеры эластичным поршнем (иногда их несколько). При срабатывании подвески жидкость перетекает из одной полости в другую. Но не свободно, а через специальные дроссельные клапаны. Соответственно, внутри амортизатора возникает гидравлическое сопротивление, из-за которого раскачка и затухает.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 3
Получается, что, управляя скоростью перетекания жидкости, можно менять и жесткость амортизатора. А значит — серьезно улучшить характеристики автомобиля довольно бюджетными методами. Ведь сегодня регулируемые демпферы выпускаются множеством фирм под самые разные модели машин. Технология отработана.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 4
В зависимости от устройства амортизатора, его регулировка может осуществляться вручную (особым винтом на демпфере или нажатием кнопки в салоне), а также полностью автоматически. Но раз мы говорим об адаптивных подвесках, то будем рассматривать только последний вариант, который обычно еще позволяет регулировать подвеску превентивно — выбором определенного режима движения (к примеру, стандартный набор из трех режимов: Comfort, Normal и Sport).
В современных конструкциях адаптивных амортизаторов применяются два основных инструмента регулирования степени упругости: 1. схема на основе электромагнитных клапанов; 2. при помощи так называемой магнитореологической жидкости.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 5
Обе технологии регулировки жесткости амортизатора работают практически с одинаковым быстродействием и позволяют изменять упругость демпфера бесступенчато. Различия — лишь в нюансах настроек, выбранных под конкретный автомобиль
Обе разновидности позволяют индивидуально автоматически изменять степень демпфирования каждого амортизатора в зависимости от состояния дорожного полотна, параметров движения автомобиля, стиля пилотирования и/или превентивно по желанию водителя. Шасси с адаптивными амортизаторами ощутимо изменяет поведение машины на дороге, но в диапазоне регулирования заметно уступает, например, гидропневматике.
— Как устроен адаптивный амортизатор на основе электромагнитных клапанов?
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 6
Если в обычном амортизаторе каналы в движущемся поршне имеют постоянное проходное сечение для равномерного перетекания рабочей жидкости, то у адаптивных амортизаторов оно может изменяться при помощи специальных электромагнитных клапанов. Происходит это следующим образом: электроника собирает множество различных данных (реакции амортизаторов на сжатие/отбой, величину дорожного просвета, ходы подвесок, ускорение кузова в плоскостях, сигнал переключателя режимов и пр.), а затем мгновенно раздает индивидуальные команды на каждый амортизатор: распуститься или зажаться на определенное время и величину.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 7
Так выглядит адаптивный электронноуправляемый амортизатор, работающий в системе DCC от Volkswagen
В этот момент внутри того или иного амортизатора под действием силы тока за считанные миллисекунды изменяется проходное сечение канала, а вместе с тем и интенсивность потока рабочей жидкости. Причем регулировочный клапан с управляющим соленоидом может находиться в разных местах: например, внутри демпфера прямо на поршне, или снаружи сбоку на корпусе.
Технологии и настройки регулируемых амортизаторов с электромагнитными клапанами постоянно совершенствуются, чтобы добиться максимально плавного перехода от жесткого состояния демпфера к мягкому. К примеру, у амортизаторов Bilstein в поршне имеется особый центральный клапан DampTronic, позволяющий бесступенчато снижать сопротивление рабочей жидкости.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 8
— Как устроен адаптивный амортизатор на основе магнитореологической жидкости?
Если в первом случае за регулировку жесткости отвечали электромагнитные клапаны, то в магнитореологических амортизаторах этим ведает, как несложно догадаться, особая магнитореологическая (ферромагнитная) жидкость, которой заполнен амортизатор.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 9
Какими суперсвойствами она обладает? На самом деле, ничего заумного в ней нет: в составе ферромагнитной жидкости можно обнаружить множество мельчайших металлических частиц, которые реагируют на изменение магнитного поля вокруг штока и поршня амортизатора. При увеличении силы тока на соленоиде (электромагните), частицы магнитной жидкости выстраиваются словно солдаты на плацу по линиям поля, а вещество моментально меняет свою вязкость, создавая дополнительное сопротивление перемещению поршня внутри амортизатора, то есть делая его жестче.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 10
Так выглядит и работает магнитореологический амортизатор на Audi TT
Раньше считалось, что процесс изменения степени демпфирования в магнитореологическом амортизаторе проходит быстрее, плавнее и точнее, чем в конструкции с электромагнитным клапаном. Однако на данный момент обе технологии практически сравнялись по эффективности. Поэтому на деле водитель разницы почти не ощущает. Впрочем, в подвесках современных суперкаров (Ferrari, Porsche, Lamborghini), где время реакции на смену условий движения играет значительную роль, устанавливаются именно амортизаторы с магнитореологической жидкостью.
Демонстрация работы адаптивных магнитореологических амортизаторов Magnetic Ride от Audi.
АДАПТИВНАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ПОДВЕСКА
Конечно же, в ряду адаптивных подвесок особое место занимает пневматическая подвеска, которой по сей день мало что может составить конкуренцию по плавности хода. Конструктивно от обычной ходовой эта схема отличается отсутствием традиционных пружин, поскольку их роль выполняют упругие резиновые баллоны, наполненные воздухом. При помощи электронноуправляемого пневмопривода (система подачи воздуха + ресивер) можно филигранно накачивать или спускать каждую пневматическую стойку, регулируя в автоматическом (или превентивном) режиме высоту каждой части кузова в широких пределах.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 11
А чтобы контролировать жесткость подвески, на пару с пневмобаллонами работают те самые адаптивные амортизаторы (пример такой схемы — Airmatic Dual Control от Mercedes-Benz). В зависимости от конструкции ходовой части, они могут устанавливаться как отдельно от пневмобаллона, так и внутри него (пневматическая стойка).
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 12
Кстати, в гидропневматической схеме (Hydractive от Citroen) в обычных амортизаторах необходимости нет, поскольку за параметры жесткости отвечают электромагнитные клапаны внутри стойки, изменяющие интенсивность перетекания рабочей жидкости.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 13
Воздушные упругие элементы могут быть двух типов: установленные вместе с амортизатором (на рисунке слева) или в более простой раздельной конструкции (справа)
АДАПТИВНАЯ ГИДРОПРУЖИННАЯ ПОДВЕСКА
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 14
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.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 15
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.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 16
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. Взять, к примеру, совсем свежую фишку подвески Active Body Control — функцию обратного наклона кузова в поворотах, с которой познакомился Юрий Урюков во время тест-драйва Mercedes-Benz S-class Coupe (читайте в материале «Яд эгоизма: тест Mercedes-Benz S-class Coupe».
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 17
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.
АДАПТИВНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОПЕРЕЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
Действительно, вы правильно прочитали подзаголовок, ведь адаптироваться могут не только упругие элементы или амортизаторы, но и второстепенные элементы, как, например, стабилизатор поперечной устойчивости, использующийся в подвеске для уменьшения кренов. Не стоит забывать, что при прямолинейном движении автомобиля по пересеченной местности стабилизатор оказывает скорее негативное воздействие, передавая колебания от одного колеса к другому и уменьшая ходы подвесок… Избежать этого позволил адаптивный стабилизатор поперечной устойчивости, который может выполнять стандартное назначение, полностью отключаться и даже «играть» своей жесткостью в зависимости от величины сил, действующих на кузов автомобиля.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 18
Активный стабилизатор поперечной устойчивости состоит из двух частей, соединенных гидравлическим исполнительным механизмом. Когда специальный электрогидронасос закачивает в его полости рабочую жидкость, то части стабилизатора проворачиваются относительно друг друга, как бы приподнимая ту сторону машины, которая находится под действием центробежной силы
Устанавливают активный стабилизатор поперечной устойчивости как на одну, так и сразу на обе оси. Внешне он практически не отличается от обычного, но состоит не из сплошного прутка или трубы, а из двух частей, состыкованных специальным гидравлическим механизмом «закручивания». Например, при прямолинейном движении он распускает стабилизатор, чтобы последний не вмешивался в работу подвесок. А вот в поворотах или при агрессивной езде — совсем другое дело. В этом случае жесткость стабилизатора моментально увеличивается пропорционально нарастанию бокового ускорения и сил, действующих на автомобиль: упругий элемент работает либо в обычном режиме, либо также постоянно адаптируется под условия. В последнем случае электроника сама определяет, в какую сторону развивается крен кузова, и автоматически «закручивает» части стабилизаторов на той стороне кузова, которая находятся под нагрузкой. То есть под действием этой системы автомобиль немного наклоняется от поворота, как и на вышеупомянутой подвеске Active Body Control, оказывая так называемый эффект «антикрена». Вдобавок активные стабилизаторы поперечной устойчивости, установленные на обеих осях, могут влиять на склонность автомобиля к сносу или заносу.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 19
Настройки активного стабилизатора в системе Porsche Dynamic Chassis Control уменьшают крены, позволяя не терять чувство автомобиля в повороте
В целом, применение адаптивных стабилизаторов существенно улучшает управляемость и устойчивость автомобиля, поэтому даже на самых крупных и тяжелых моделях вроде Range Rover Sport или Porsche Cayenne появилась возможность «вваливать» словно на спорткарах с низким центром тяжести.
ПОДВЕСКА НА ОСНОВЕ АДАПТИВНЫХ ЗАДНИХ РЫЧАГОВ
А вот инженеры из Hyundai в совершенствовании адаптивных подвесок не то, чтобы пошли дальше, а, скорее, выбрали другой путь, сделав адаптивными… рычаги задней подвески! Называется такая система Active Geometry Control Suspension, то есть активный контроль геометрии подвески. В такой конструкции для каждого заднего колеса предусмотрена пара дополнительных рычагов с электроприводами, которые варьируют схождение в зависимости от условий движения.
Работа шасси под названием Hyundai AGCS, основанного на активных задних рычагах
При движении по прямой рычаги не активны и обеспечивают стандартное схождение колес. Однако в вираже или при проезде, к примеру, змейки из конусов, эти звенья подвески мгновенно начинают работать: электроника собирает множество данных (о повороте руля, ускорении кузова и других параметров), а затем при помощи пары электронноуправляемых актуаторов моментально доворачивает то колесо, которое в этот момент находится под нагрузкой.
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 20
За счет этого склонность автомобиля к заносу уменьшается. Вдобавок из-за того, что внутреннее колесо доворачивается в повороте, этот хитрый прием одновременно активно борется с недостаточной поворачиваемостью, выполняя функцию так называемого полноуправляемого шасси. На самом деле последнее можно смело записывать к адаптивным подвескам автомобиля. Ведь эта система точно так же подстраивается под различные условия движения, способствуя улучшению управляемости и устойчивости автомобиля.
ПОЛНОУПРАВЛЯЕМОЕ ШАССИ
Я сделаю это сама. Всё про адаптивные подвески — Фото 21
Впервые полноуправляемое шасси установили почти 30 лет назад на Honda Prelude, однако ту систему нельзя было назвать адаптивной, поскольку она была полностью механическая и напрямую зависела от поворота передних колес. В наше же время всем заведует электроника, поэтому на каждом заднем колесе имеются специальные электромоторы (актуаторы), которыми рулит отдельный блок управления.
Система полноуправляемого шасси P-AWS на Acura
В зависимости от условий маневрирования, он выбирает тот или иной алгоритм для доворота задней пары колес на определенный небольшой угол (в среднем до трех-четырех градусов): на малых скоростях колеса поворачиваются в противофазу с передними для повышения маневренности машины, а на высоких — в одинаковую, способствуя повышению стабильности движения (к примеру, на свежем Porsche 911). Еще, для увеличения эффективности торможения, на особо продвинутых системах (например, у некоторых моделей Acura) колеса даже могут сходиться вместе, как ставит лыжи спортсмен, когда ему нужно замедлиться.
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АДАПТИВНЫХ ПОДВЕСОК
На сегодняшний день инженеры пытаются комбинировать все придуманные системы адаптивных подвесок, уменьшая их массу и размеры. Ведь в любом случае главная задача, движущая автомобильными инженерами-подвесочниками, такая: у подвески каждого колеса в каждый момент времени должны быть свои уникальные настройки. И, как мы можем наглядно видеть, многие компании в этом деле довольно сильно преуспели.