Адаптивно регулируемо окачване на lexus. Адаптивно окачване, повишен комфорт или главоболие. Адаптивно хидравлично пружинно окачване

Тема: адаптивно окачване

Пример: Toyota Land CruiserПрадо

За модерен SUV активното окачване не е престижна опция, а спешна необходимост. Ако запазим терминологичната точност, тогава мнозинството модерни висулкис думата Active в името трябва да се класифицират като полуактивни. Работата на активната система не се основава на енергията на взаимодействие между колелата и пътя. Например, хидравличното активно окачване, въведено за първи път от Колин Чапман, основателят на Lotus, регулира височината на всяко колело с помощта на хидравлични цилиндри и отделни високоскоростни помпи. Проследявайки най-малките промени в позицията на тялото с помощта на сензори, колата предварително повдигна или разшири „лапите си“. Окачването е тествано на Lotus Excel от 1985 г., но не е пуснато в производство поради изключителната си сложност и енергийна лакомия.

По-елегантно решение беше тествано на превозното средство за всички терени HMMWV. Електромагнитното окачване на ECASS се състои от четири соленоида, всеки от които натиска колелото надолу или му позволява да се издигне нагоре. Красотата на ECASS е възстановяването на енергията: когато е „компресиран“, соленоидът действа като генератор, съхранявайки енергия в батерия. Въпреки успеха на експеримента, ECASS ще остане концептуална разработка – за серийно производствотехнологията е твърде сложна.

Полуактивното окачване е изградено според традиционния дизайн. Еластичните елементи са пружини, пружини, торсионни пръти или пневматични цилиндри. Електрониката контролира характеристиките на амортисьорите, като ги прави по-меки или по-твърди за част от секундата. Компютърът последователно отваря или затваря клапани в хидравличната система. Колкото по-малки са отворите, през които течността преминава вътре в амортисьора, толкова повече той намалява вибрациите на окачването.

Хидравличен оркестър

SUV Toyota LC Prado е оборудван с регулируемо адаптивно окачване AVS (Adaptive Variable Suspension), което позволява на водача да избира режим на работа: мек Comfort, средно Normal или твърд Sport. Във всеки от трите диапазона компютърът постоянно променя характеристиките на всеки амортисьор. Системата реагира на електронни поръчки за 2,5 ms. Това означава, че при скорост от 60 км/ч характеристиките на окачването се променят напълно на всеки 25 см ход. Окачването работи в тясно сътрудничество със системата за контрол на стабилността на автомобила. Техните общи сензори информират компютъра за развитието на подхлъзване или склонността на тялото да се преобръща.

Големи джиповеадаптивното окачване е жизненоважно. При сериозни офроуд условия един джип се нуждае от голям ход на окачването, което означава меки пружини. За да не се откажеш от бързия път, висока колаНапротив, необходими са строги настройки.

На задната ос на LC Prado са монтирани пневматични цилиндри, които позволяват на водача да избира височината на автомобила. При неравни пътища колата може да се повдигне с 4 см над задната ос, увеличавайки просвета (режим Hi). За по-лесно качване или товарене машината може да се спусне с 3 см (режим Lo). Режимът Hi е предназначен за шофиране при ниски скорости; при достигане на 30 км/ч колата автоматично ще превключи на Нормална.

Регулирането на хлабината обаче не е основната задача на пневматичните цилиндри. Първо, газът в тях има по-изразена прогресивна характеристика от стоманена пружина, а при къси удари окачването работи много по-меко.

Второ, пневматичните цилиндри автоматично компенсират натоварването на автомобила, като винаги поддържат същия просвет.

Инженерите на Toyota също изоставиха традиционния компромис в областта на регулирането на стабилизаторите странична стабилност, използвайки системата за кинетична стабилизация на окачването KDDS. Всеки стабилизатор LC Prado е свързан към рамата чрез хидравличен цилиндър. Цилиндрите са свързани в една хидравлична верига. Докато течността циркулира свободно във веригата, стабилизаторите практически не работят. В този режим окачването показва максималния необходим ход извън пътя. При високоскоростни завои клапаните затварят хидравличната верига, свързвайки здраво стабилизаторите с тялото и предотвратявайки преобръщане. На права линия хидравличен акумулатор, включен във веригата, помага на окачването да скрие незначителни нередности на пътя.

Инсталиран в модерни автомобилиОкачването е компромис между комфорт, стабилност и управление. Окачването с повишена твърдост гарантира минимално ниво на накланяне, като по този начин гарантира комфорт и стабилност.

Мекото окачване се характеризира с по-гладко возене, докато при извършване на маневри колата се люлее, което води до повишена нестабилност и влошаване на управляемостта.

Ето защо производителите на автомобили се стремят да разработят най-новите дизайни на активното окачване.

Терминът „активен“ означава окачване, чиито основни параметри се променят по време на работа. Вграден в нея електронна системави позволява да промените необходимите параметри в автоматичен режим. Дизайнът на окачването може да бъде разделен на елементи, всеки от които променя следните параметри:

Някои видове строителство използват въздействие върху няколко елемента наведнъж. Най-често активното окачване използва амортисьори с променлива степен на затихване. Този тип окачване се нарича адаптивно окачване. Този тип често се нарича полуактивно окачване, поради факта, че не съдържа допълнителни задвижвания.

За промяна на амортизационния капацитет на амортисьорите се използват два метода: първият е използването на електромагнитни клапани, както и наличието специална течностмагнитно-реологичен тип. Самият амортисьор е пълен с него. Степента на демпфиране на всеки амортисьор се контролира индивидуално и се осъществява от електронен блок за управление.

Добре известни конструкции на окачване от гореописания адаптивен тип са:

• Адаптивен контрол на шасито, DCC (Volkswagen);
• Adaptive Damping System, ADS (Mersedes-Benz);
• Адаптивно променливо окачване, AVS (Toyota);
• Непрекъснат контрол на амортисьорите, CDS (Opel);
• Електронно управление на амортисьорите, EDC (BMW).

Опцията за активно окачване, която използва специални еластични елементи, се счита за най-универсална. Тя ви позволява постоянно да поддържате необходимата височина на тялото и твърдостта на системата за окачване. Но от гледна точка характеристики на дизайна, по-трудно е. Цената му е много по-висока, както и ремонтите. В допълнение към традиционните пружини, той съдържа хидропневматични и пневматични еластични елементи.

Окачването Active Body Control, ABC от Mercedes-Benz регулира нивото на твърдост с помощта на хидравлично задвижване. За да работи, маслото се изпомпва в подпората на амортисьора под високо налягане и коаксиално разположената пружина се влияе от хидравлична течност.

Блокът за управление на хидравличния цилиндър на амортисьора получава данни от 13 различни сензора, включително сензори за надлъжно ускорение, позиция на тялото и налягане. Наличието на системата ABC практически елиминира появата на накланяне на тялото при завиване, спиране и ускоряване. Когато скоростта на автомобила се увеличи над 60 км/ч, системата автоматично сваля автомобила с 11 мм.

Въздушното окачване е базирано на пневматично еластичен елемент. Благодарение на него става възможно да се променя височината на каросерията спрямо пътната настилка. Налягането се изпомпва в елементите с помощта на специален електродвигател с компресор. Коравината на окачването се променя с помощта на амортизирани амортисьори. Именно на този принцип е създадено окачването Airmatic Dual Control от Mercedes-Benz, което използва Adaptive Damping System.

Елементите на хидропневматичното окачване ви позволяват да регулирате височината на тялото и твърдостта на окачването. Окачването се регулира с помощта на хидравлично задвижване с високо налягане. Хидравличната система работи от електромагнитни клапани. Един от съвременните примери за такова окачване е системата Hydractive от трето поколение, монтирана на автомобили, произведени от Citroen.

Отделна категория окачвания от активен тип включва конструкции, които включват стабилизатори. Те са вътре в този случайи са отговорни за твърдостта на окачването. Движейки се по права линия, стабилизаторът не се включва и ходът на окачването се увеличава. Това подобрява управлението по неравни пътища. При извършване на завои или бърза промяна на посоката на движение, твърдостта на стабилизатора се увеличава, като по този начин се предотвратява появата на накланяне на тялото.

Най-често срещаните видове окачване са:

• Dynamic Drive от BMW;
• Система за кинетично динамично окачване, KDSS от Toyota.

Инсталирана е интересна версия на активното окачване автомобили Hyundai. Това е система за контрол на окачването с активна геометрия (AGCS). Реализира възможност за промяна на дължината на лостовете. Те влияят на ефективността на сближаване на задните колела. При движение направо и извършване на маневри с ниска скорост системата избира минималното сближаване. При извършване на маневри с висока скорост, той увеличава сближаването, като по този начин подобрява управляемостта. Системата AGCS взаимодейства със системата за контрол на стабилността.

Преди да започнете да говорите за такъв механизъм като адаптивно окачване, трябва да разберете какво е окачване. Създаден е с цел да бъде буфер между купето на автомобила и пътя.

Ако колата нямаше окачване, тогава всички удари, скокове и други неравности биха се предавали директно върху каросерията, което би се отразило много зле на цялостното състояние на автомобила.

Сред елементите на окачването има пружина. Когато колелата срещнат неравност, тя поглъща почти цялата енергия от сблъсъка и се компресира. Но след компресия пружината ще изтласка енергията обратно, което кара колата да се клати. И веднага след това влизат в действие амортисьори, които са предназначени, така да се каже, да абсорбират цялата енергия поради съпротивление. Също така си струва да се каже, че амортисьорите преобразуват тази енергия в топлинна енергия.

Характеристики на адаптивното окачване

Производителите на различни марки автомобили произвеждат значителен брой окачвания, които са разделени на различни опции за различни функции. Адаптивното окачване е известно на повечето шофьори като активно окачване. Какъв е принципът на работа на такова окачване? Може да се адаптира към условията на пътя.

Също така трябва да се отбележи, че ако е необходимо, водачът може да промени твърдостта на това окачване с помощта на контролен блок, разположен в кабината.

Струва си да се каже, че съкращението avs се използва само от марки като Lexus и Toyota. Но това не означава, че други марки не произвеждат този механизъм. Те просто наричат ​​тези окачвания със собственото си име и това е важно да се вземе предвид, защото шофьорите често се объркват в тази ситуация.

Самият този механизъм е много сложен по отношение на дизайна. За създаването му са избрани най-добрите специалисти. И ако нещо се обърка с такова окачване, тогава е по-добре да отидете в сервизен център и да се свържете със специалисти.

Опции за окачване

Сега трябва да обмислим най-много интересни опциитакава висулка. И на първо място ще бъде системата за амортизация на амортисьорите. Сега магазините продават висулката в две версии:

• магнитна реологична течност;
• електромагнитен вентил с регулация.

Опцията, съдържаща течност, се основава на действието на електрически ток. Трябва да закупите специална течност, а именно такава, която съдържа малки метални частици. И когато се създаде електромагнитно поле, тези метални елементи ще се подредят в строг ред. И във втория случай, когато клапанът започне да се влияе, отворите за преминаване или ще се свият, или ще се увеличат, като по този начин ще променят твърдостта на окачването.

Вторият вариант е адаптивно окачване от марката BMW. Нарича се Dynamic Drive. Ако този механизъм е инсталиран на BMW, тогава показателите за комфорт ще бъдат много добри, но не е факт, че ще бъде също толкова добър при други марки автомобили. Сензори, разположени както отпред, така и отзад на тялото, могат да реагират за част от секундата и да коригират желаната стойка. И това от своя страна напълно ще премахне гмурканията при спиране или силните накланяния по време на завои. Тестовете показват, че тази система реагира много добре при аварийно спиране. По време на шофиране водачът може да избере една от трите опции за пътуване: нормално, комфортно и спортно.

Друга забележителна опция е системата за динамично управление. Тази система най-често може да се види на автомобили Opel. Трябва да се отбележи, че е възможно да се регулира всяка стойка поотделно. В новите поколения автомобили адаптивното окачване на този производител предоставя 4 опции за шофиране: меко, спортно, динамично и комфортно. Също така си струва да се каже, че при смяна на режимите системата променя не само характеристиките на амортизиране, но и динамичната стабилизация заедно с управлението.

Създадено е активно окачване за автомобили Porsche. В сравнение с предишните, той е много "умен", защото напълно свързва всички механизми с главния компютър. Активна система, преди да вземе решение за изпълнение, взема предвид показанията от всички сензори, скоростта, ъгъла на въртене и дори налягането в гумите. След като цялата информация е събрана, системата дава команда на клапаните на стелажите.

Всяка кола е оборудвана с окачване - шофирането без него би било доста трудно и неудобно. Основният елемент в простото окачване е пружина, която поема тежестта на удара, когато колелото срещне дефекти в пътната настилка. В този момент тя се компресира, но след това погълнатата енергия се освобождава и е предвиден амортисьор, който да я поеме. Режимът на работа на стандартното окачване винаги е един и същ.

Адаптивното регулируемо окачване AVS е проектирано малко по-различно - може да се адаптира към конкретни пътни условия. Твърдостта може да се променя с помощта на контролен блок, разположен в кабината. Тази система ви позволява да подобрите управлението на автомобила, да намалите разхода на гориво и износването на гумите. Така че, когато шофирате по равна магистрала, би било подходящо твърдо окачване, което гарантира стабилността на автомобила при маневриране при високи скорости. При шофиране на ниска скоростнад неравности комфортът се увеличава заедно с намаляване на твърдостта.

Система за регулиране на адаптивното окачване

Всеки автомобилен производител, когато инсталира адаптивно окачване в колите си, го нарича по различен начин, но значението не се променя. Степента на твърдост на активното окачване може да се регулира само по два начина:

• чрез клапани с електромагнитно управление;
• използвайки течност с магнитни реологични свойства.

Електромагнитният вентил може да променя своя отвор в зависимост от силата на подавания към него ток. Ако е необходимо да се направи окачването по-твърдо, трябва да се подаде ток към клапана високо напрежение, което значително забавя циркулацията работна течност, а окачването е направено възможно най-твърдо. При прилагане на ток с ниско напрежение окачването е възможно най-меко, тъй като хидравличната течност има способността да циркулира сравнително свободно.

Суспензия, базирана на магнитна реологична течност, функционира малко по-различно. Самата течност, съдържаща специални метални частици, може да променя свойствата си под въздействието на електромагнитно поле. Окачването има специални амортисьори, които не съдържат традиционни клапани - те се заменят със специални канали за циркулация на течността. Те имат амортисьори и намотки, монтирани в тялото, които генерират електромагнитно поле, под въздействието на което се променят свойствата на течността, което ви позволява да променяте параметрите на затихване.

Режими на работа

Регулирането на степента на твърдост на адаптивното окачване на автомобила става почти напълно автоматично. Цялата регулаторна система се състои от следните основни елементи:

• блок за управление;
• входни устройства - сензори просвети ускорение на тялото;
• актуатори - клапани и намотки на самите амортисьори.

По правило системата има и превключвател за режими, разположен в кабината, позволяващ на човек да избере предпочитания режим на твърдост в съответствие с конкретни условия. По време на шофиране блокът за управление непрекъснато чете сигнали от всички сензори, анализира степента на хода на амортисьора и произтичащото от това накланяне на каросерията. Броят на сензорите може да варира в зависимост от марката на автомобила, но трябва да има поне два - преден и заден.

Получените сигнали се обработват и се генерират сигнали за изпълнителните механизми в съответствие с избраната от водача програма, от които по правило са три - нормална, удобна и спортна. За по-правилно функциониране на адаптивното окачване неговият контролен блок постоянно „кооперира“ с други системи на автомобила: волан, скоростна кутия, система за управление на двигателя. Това осигурява най-прецизното функциониране на активното окачване.

Предимства на активното окачване

Всеки автомобил, оборудван с адаптивно окачване, има много предимства пред автомобил със стандартната си версия. Основните предимства на адаптивното окачване включват следното:

• значително повишен комфорт за водача и пътниците;
• по-малко износване на гумите;
• отлична управляемост на автомобила при висока скорост, при резки маневри;
• намален спирачен път на всяка пътна настилка.

Сензорите са отговорни за скоростта на реакция на окачването. Те са тези, които постоянно следят позицията на тялото, която се променя при рязко ускоряване/спиране или при влизане в завой, особено стръмен. Нивото на амортизация на елементите на окачването веднага ще се промени, когато тялото загуби правилната си позиция. Това постига постоянно поддържане на изключително хоризонтално положение на тялото, което ви позволява да поддържате пълен контрол над автомобила. Повече подробности за работата на такава система можете да видите във видеото:

Важен аспект в работата на системата за активно окачване е нейното взаимодействие с други системи на автомобила. По този начин промяната на режима на работа на окачването не само променя характеристиките на самите амортисьори, но настройките на педала на газта, волана и системата за динамична стабилизация се променят независимо. Това ви позволява не само да получите по-безопасна, но и по-лесна за управление кола. В зависимост от конкретния производител, регулируемото окачване може да вземе предвид и натоварването на автомобила.

Всяка кола, оборудвана с активно окачване, има много предимства на пътя в сравнение със стандартните версии. В същото време много производители на автомобили осигуряват автоматично регулиране на окачването в стандартен режим - водачът не трябва постоянно да превключва режимите, самата система ще регулира оптималната твърдост в зависимост от броя на неравностите по пътя, степента на ускорение, и редица други параметри.

Адаптивно окачване (друго име полуактивно окачване) е вид активно окачване, при което степента на амортизация на амортисьорите варира в зависимост от състоянието на пътната настилка, параметрите на шофиране и исканията на водача. Степента на затихване се отнася до скоростта, с която вибрациите намаляват, което зависи от съпротивлението на амортисьорите и големината на пружиниращите маси. В съвременните дизайни на адаптивно окачване се използват два метода за регулиране на степента на амортизиране на амортисьорите:

• използване на електромагнитни клапани;
• използване на магнитна реологична течност.

Когато се регулира с помощта на електромагнитен контролен вентил, неговият поток се променя в зависимост от големината на действащия ток. Колкото по-голям е токът, толкова по-малка е площта на потока на клапана и съответно по-висока е степента на затихване на амортисьора (твърдо окачване).

От друга страна, колкото по-нисък е токът, толкова по-голяма е площта на потока на вентила, толкова по-ниска е степента на затихване (меко окачване). Контролният клапан е монтиран на всеки амортисьор и може да бъде разположен вътре или извън амортисьора.

Амортисьори с електромагнитни контролни клапани се използват при проектирането на следните адаптивни окачвания:

Магнитната реологична течност включва метални частици, които, когато са изложени на магнитно поле, се подреждат по неговите линии. Амортисьорът, пълен с магнитна реологична течност, няма традиционни клапани. Вместо това буталото има канали, през които течността преминава свободно. Електромагнитните намотки също са вградени в буталото. Когато се приложи напрежение към бобините, частиците на магнитно-реологичния флуид се подреждат по линиите на магнитното поле и създават съпротивление на движението на флуида през каналите, като по този начин увеличават степента на затихване (твърдост на окачването).

Магнитната реологична течност се използва много по-рядко при проектирането на адаптивно окачване:

• MagneRide от General Motors (автомобили Cadillac, Chevrolet);
• Magnetic Ride от Audi.

Регулирането на степента на амортизиране на амортисьорите се осигурява от електронна система за управление, която включва входни устройства, контролен блок и задвижващи механизми.

Адаптивната система за управление на окачването използва следните входни устройства: сензори за височина на возене и ускорение на тялото, превключвател за режим на работа.

С помощта на превключвателя за режим на работа можете да регулирате степента на амортизация на адаптивното окачване. Сензорът за височина на возене записва размера на хода на окачването при компресия и отскок. Сензорът за ускорение на тялото отчита ускорението на тялото на автомобила във вертикална равнина. Броят и обхватът на сензорите варира в зависимост от дизайна на адаптивното окачване. Например DCC окачването на Volkswagen има два сензора за височина на возене и два сензора за ускорение на каросерията в предната част на автомобила и един отзад.

Сигналите от сензорите влизат в електронния блок за управление, където в съответствие с програмираната програма се обработват и се генерират управляващи сигнали към изпълнителните механизми - настройка електромагнитни клапаниили електромагнитни намотки.

По време на работа блокът за управление на адаптивното окачване взаимодейства с различни системи на автомобила: сервоуправление, система за управление на двигателя, автоматична трансмисия и други.

Адаптивният дизайн на окачването обикновено осигурява три режима на работа: нормален, спортен и комфортен.

Показанията от сензорите за ускорение на тялото характеризират качеството на пътната настилка. Колкото повече неравности има по пътя, толкова по-активно се люлее купето на автомобила. В съответствие с това системата за управление регулира степента на амортизация на амортисьорите.

Сензорите за височина на автомобила следят текущата ситуация, когато автомобилът се движи: спиране, ускоряване, завиване. При спиране предната част на колата пада по-ниско от задната, а при ускорение е обратното. За осигуряване на хоризонтално положение на тялото, регулируема степен на амортизация на предната изадни амортисьори

ще варира.