Adaptiv justerbar fjädring avs lexus. Adaptiv fjädring, ökad komfort eller huvudvärk. Adaptiv fjädring med hydrofjäder

Tema: adaptiv fjädring

Exempel: Toyota Land Cruiser Prado

För en modern SUV är aktiv fjädring inget prestigefyllt alternativ, utan ett absolut måste. Om terminologisk noggrannhet observeras, då de flesta moderna hängen med ordet Aktiv i namnet ska klassificeras som halvaktivt. Det aktiva systemet är inte beroende av energin från hjulens samverkan med vägen. Till exempel justerade den hydrauliska aktiva fjädringen, som föreslagits av Colin Chapman, grundare av Lotus, höjden på varje hjul med hjälp av hydraulcylindrar och individuella höghastighetspumpar. Att spåra de minsta förändringarna i kroppens position med hjälp av sensorer, höjde bilen i förväg eller visade "tassar". Fjädringen testades på en Lotus Excel-bil från 1985, men kom inte i produktion på grund av dess extrema komplexitet och energifrosseri.

En mer elegant lösning testades på terrängfordonet HMMWV. Elektromagnetisk fjädring ECASS består av fyra solenoider som var och en trycker ned hjulet eller låter det höjas. Skönheten med ECASS ligger i energiåtervinningen: när den är "komprimerad" fungerar solenoiden som en generator och lagrar energi i batteri... Trots framgången med experimentet kommer ECASS att förbli en konceptuell utveckling - tekniken är för komplex för massproduktion.

Den halvaktiva fjädringen är byggd enligt traditionell design. De elastiska elementen är fjädrar, fjädrar, torsionsstänger eller pneumatiska cylindrar. Elektronik styr stötdämparnas egenskaper, vilket gör dem mjukare eller hårdare på en bråkdel av en sekund. Datorn öppnar eller stänger växelvis ventilerna i hydraulsystemet. Ju mindre hål genom vilka vätska passerar inuti stötdämparen, desto mer dämpar det fjädringens vibrationer.

Hydraulisk orkester

SUV Toyota LC Prado är utrustad med en justerbar adaptiv fjädring AVS (Adaptive Variable Suspension), som låter föraren välja driftläge: mjuk Komfort, medium Normal eller hård Sport. I vart och ett av de tre områdena ändrar datorn ständigt egenskaperna för varje stöt. Systemet svarar på beställningar från elektroniken på 2,5 ms. Detta innebär att vid en hastighet av 60 km/h förändras fjädringens egenskaper helt var 25:e cm. Fjädringen samverkar nära med stabilitetskontrollsystemet. Deras vanliga sensorer informerar datorn om utvecklingen av glidning eller kroppens tendens att välta.

Stora stadsjeepar adaptiv fjädring är avgörande. På seriös terräng terräng behöver en jeep stora fjädringsvägar, vilket innebär mjuka fjädrar. För att inte gå förbi på snabbfilen, hög bil tvärtom krävs tuffa inställningar.

Bakaxeln på LC Prado har pneumatiska cylindrar som låter föraren välja höjden på fordonet. På ojämna vägytor kan fordonet höjas 4 cm över bakaxeln med ökad markfrigång (Hi-läge). Maskinen kan sänkas 3 cm (Lo-läge) för att göra det lättare att gå ombord eller lasta. Hi-läget är avsett för körning i låga hastigheter, när den når 30 km/h kommer bilen automatiskt att växla till Normal.

Justering av spelet är dock inte huvuduppgiften för de pneumatiska cylindrarna. För det första har gasen inuti dem en mer uttalad progressiv egenskap än en stålfjäder, och vid små slag fungerar fjädringen mycket mjukare.

För det andra kompenserar de pneumatiska cylindrarna automatiskt för lasten på fordonet och bibehåller alltid samma markfrigång.

Toyotas ingenjörer övergav traditionella krängningshämmare sidostabilitet genom att använda KDDS suspension kinetiska stabiliseringssystem. Varje LC Prado stabilisator är ansluten till ramen med hjälp av en hydraulcylinder. Cylindrarna är anslutna till en enda hydraulkrets. Medan vätskan cirkulerar fritt inuti kretsen, fungerar stabilisatorerna praktiskt taget inte. I detta läge uppnår fjädringen den maximala körningen som krävs i terräng. I höghastighetshörn stänger ventilerna av hydraulkretsen och förbinder stabilisatorerna ordentligt med kroppen och förhindrar rullning. På en direktackumulator, inkluderad i kretsen, hjälper den upphängningen att dölja mindre ojämnheter i vägen.

Installerad i moderna bilar fjädringen är en kompromiss mellan komfort, stabilitet och hantering. Fjädringen med ökad styvhet garanterar en minimal rullningsnivå, vilket säkerställer komfort och stabilitet.

Den mjuka fjädringen kännetecknas av en mjukare körning, medan bilen svajar vid manövrering, vilket leder till ökad instabilitet och försämrad köregenskaper.

Därför strävar biltillverkare efter att utveckla de senaste aktiva fjädringsdesignerna.

Termen "aktiv" betyder en suspension, vars huvudparametrar ändras under drift. Inbäddad i den elektroniskt system låter dig ändra önskade parametrar i automatiskt läge... Upphängningsstrukturen kan delas in i dess element, som var och en ändrar följande parametrar:

Vissa typer av konstruktion använder påverkan på flera element samtidigt. Oftast används stötdämpare med variabel grad av dämpning i aktiv fjädring. Denna fjädring kallas adaptiv fjädring. Denna typ kallas ofta för en semi-aktiv fjädring, på grund av att det inte finns några ytterligare enheter i den.

För att ändra stötdämparnas dämpningsförmåga används två metoder: den första är användningen av magnetventiler, såväl som närvaron speciell vätska magnetisk reologisk typ. Själva stötdämparen är fylld med den. Graden av dämpning av varje stötdämpare styrs individuellt och utförs av en elektronisk styrenhet.

Kända upphängningsstrukturer av den ovan beskrivna adaptiva typen är:

• Adaptiv chassikontroll, DCC (Volkswagen);
• Adaptivt dämpningssystem, ADS (Mercedes-Benz);
• Adaptiv variabel fjädring, AVS (Toyota);
• Kontinuerlig dämpningskontroll, CDS (Opel);
• Elektronisk spjällkontroll, EDC (BMW).

Versionen av den aktiva suspensionen, där speciella elastiska element är implementerade, anses vara den mest mångsidiga. Det låter dig hela tiden behålla den erforderliga kroppshöjden och fjädringssystemets styvhet. Men ur synvinkeln design egenskaper, den är stelare. Dess kostnad är mycket högre, liksom reparationen. Förutom traditionella fjädrar är hydropneumatiska och pneumatiska elastiska element installerade i den.

Mercedes-Benz Active Body Control, ABC-fjädring justerar styvhetsnivån med hjälp av en hydraulisk drivning. För dess funktion pumpas olja in i stötdämparen under högt tryck, och den koaxiellt placerade fjädern påverkas av hydraulisk vätska.

Stötdämparens hydraulcylinderstyrenhet tar emot data från 13 olika sensorer, inklusive longitudinell acceleration, kroppsposition och trycksensorer. Närvaron av ABC-systemet utesluter praktiskt taget förekomsten av karossrullning vid kurvtagning, inbromsning och acceleration. När bilens hastighet ökar över 60 km/h sänker systemet automatiskt bilen med 11 mm.

Luftfjädringen är baserad på en luftfjäder. Tack vare honom blir det möjligt att ändra höjden på kroppen i förhållande till vägbanan. Trycket pumpas in i elementen med hjälp av en speciell elmotor med en kompressor. Fjädringens styvhet ändras med hjälp av dämpade stötdämpare. Detta är precis principen bakom Mercedes-Benz Airmatic Dual Control-fjädring, som använder det adaptiva dämpningssystemet.

Element i den hydropneumatiska fjädringen låter dig justera höjden på kroppen och fjädringens styvhet. Fjädringen regleras av en hydraulisk högtrycksdrift. Hydraulsystemet drivs av magnetventiler. Ett av de moderna exemplen på en sådan fjädring är tredje generationens Hydractive-system installerat på bilar tillverkade av Citroën.

En separat kategori av fjädringar av aktiv typ inkluderar strukturer som inkluderar krängningshämmare. I det här fallet är de ansvariga för upphängningens styvhet. När du rör dig i en rak linje slås inte stabilisatorn på, fjädringsrörelserna ökar. Därmed förbättras hanteringen på ojämna vägar. Vid kurvtagning eller snabbt byte av riktning ökar stabilisatorns styvhet, vilket förhindrar att karossen rullar.

De vanligaste typerna av upphängning är:

• Dynamic Drive från BMW;
• Kinetic Dynamic Suspension System, KDSS från Toyota.

En intressant version av den aktiva upphängningen är installerad på Hyundai bilar... Det är ett Active Geometry Control Suspension (AGCS) system. Den implementerar möjligheten att ändra längden på spakarna. De påverkar bakhjulens tå-in-värden. När du kör rakt fram och utför manövrar i låg hastighet väljer systemet den lägsta toe-in. Vid manövrering i hög hastighet ökar den till-in för bättre hantering. AGCS-systemet samverkar med stabilitetskontrollsystemet.

Innan vi börjar prata om en mekanism som en adaptiv fjädring, måste du förstå vad en fjädring är. Den skapades för att vara en buffert mellan bilkarossen och vägen.

Om bilen inte hade fjädring skulle alla stötar, hopp och andra ojämnheter överföras direkt till kroppen, vilket skulle ha en mycket dålig effekt på transportens allmänna tillstånd.

Det finns en fjäder bland upphängningselementen. När hjulen träffar en bula absorberar den nästan all kollisionsenergi och drar ihop sig. Men när den väl är komprimerad kommer fjädern att trycka tillbaka energin, vilket får bilen att gunga. Och direkt efter det ingår stötdämpare i arbetet, som skapas för att så att säga absorbera all energi på grund av motstånd. Det ska också sägas att stötdämparna omvandlar denna energi till värme.

Funktioner hos den adaptiva fjädringen

Tillverkare av olika bilmärken tillverkar ett stort antal fjädringar, som är uppdelade i olika alternativ enligt en eller annan funktion. Den adaptiva fjädringen är känd för de flesta bilister som den aktiva fjädringen. Och vad är funktionsprincipen för en sådan suspension? Den kan anpassa sig till förhållandena på vägen.

Det är också anmärkningsvärt att, om det är nödvändigt för föraren, kan styvheten hos denna fjädring ändras med hjälp av en kontrollenhet, som är placerad i passagerarutrymmet.

Det är värt att säga att förkortningen avs endast används av märken som Lexus och Toyota. Men detta betyder inte alls att andra märken inte producerar denna mekanism. De kallar bara dessa upphängningar på sitt eget sätt, och det är viktigt att tänka på, eftersom bilister ofta är förvirrade i en sådan situation.

I sig är denna mekanism mycket komplex när det gäller design. De bästa specialisterna väljs ut för dess skapelse. Och om något går fel med en sådan suspension, är det bättre att gå till tjänsten och kontakta en specialist.

Upphängningsalternativ

Och nu måste vi överväga de mest intressanta alternativen för en sådan upphängning. Och först i raden blir stötdämparsystemet. Nu säljer butikerna upphängningen i två versioner:

• magnetisk reologisk vätska;
• magnetventil med reglering.

Den flytande versionen är baserad på verkan av en elektrisk ström. Du måste köpa en speciell vätska, nämligen den där små metallpartiklar finns. Och när det elektromagnetiska fältet skapas kommer dessa metallelement att radas upp i en strikt ordning. Och i det andra fallet, när påverkan på ventilen börjar, kommer de genomgående hålen antingen att minska eller öka, vilket förändrar suspensionens styvhet.

Det andra alternativet är BMW:s adaptiva fjädring. Det kallas Dynamic Drive. Om denna mekanism är installerad på en BMW kommer komfortindikatorerna att vara mycket bra, men det är inte ett faktum att det kommer att vara lika bra på andra bilmärken. Sensorer placerade både fram och bak på kroppen kan reagera på en bråkdels sekund och justera önskad hållning. Och detta kommer i sin tur att helt ta bort hackar vid inbromsning eller starka backar under en sväng. Tester har visat att detta system reagerar mycket bra vid ett nödstopp. Under körning kan föraren välja ett av tre rörelselägen: normal, bekväm och sportig.

Också anmärkningsvärt är det dynamiska styrsystemet. Detta system ses oftast på Opel-bilar. Det är anmärkningsvärt att det är möjligt att justera varje ställ separat. I nya generationer av bilar ger den adaptiva fjädringen från denna tillverkare 4 rörelselägen: mjuk, sportig, dynamisk och bekväm. Det är också värt att säga att när lägena ändras ändrar systemet inte bara de stötdämpande egenskaperna, utan också den dynamiska stabiliseringen tillsammans med styrningen.

Aktiv fjädring har skapats för Porshe-fordon. Hon, i jämförelse med de tidigare, är väldigt "smart", eftersom den helt ansluter alla mekanismer med huvuddatorn. Det aktiva systemet tar, innan det bestämmer sig för prestandan, hänsyn till avläsningarna från alla sensorer, hastighet, styrvinkel och till och med däcktryck. Efter att all information har samlats in ger systemet kommandot till ventilerna på stöttorna.

Vilken bil som helst är utrustad med fjädring - att köra utan det skulle vara ganska svårt och obekvämt. Huvudelementet i en enkel fjädring är en fjäder som tar stryk av ett hjul som möter vägdefekter. I detta ögonblick komprimeras den, men sedan släpps den absorberade energin och en stötdämpare tillhandahålls för dess absorption. Driftläget för standardupphängningen är alltid detsamma.

Den adaptiva justerbara fjädringen AVS har en något annorlunda struktur - den kan anpassas till specifika vägförhållandena... Styvheten kan ändras med hjälp av styrenheten som finns i kupén. Ett sådant system förbättrar hanteringen av bilen, minskar bränsleförbrukningen och gummislitaget. Så när du kör på en platt motorväg kommer en stel fjädring att vara lämplig, vilket säkerställer bilens stabilitet vid manövrering i höga hastigheter. När man kör i låga hastigheter över gupp ökar komforten när styvheten minskar.

Justeringssystem i adaptiv fjädring

Varje biltillverkare, när de installerar adaptiv fjädring i sina bilar, kallar det annorlunda, men innebörden ändras inte. Den aktiva fjädringens styvhetsgrad kan justeras på bara två sätt:

• med hjälp av magnetventiler;
• med användning av en vätska med magnetiska reologiska egenskaper.

Magnetventilen kan ändra sin passageöppning beroende på styrkan på strömmen som tillförs den. Om det är nödvändigt att göra upphängningen styvare måste en högspänningsström appliceras på ventilen, vilket avsevärt saktar ner cirkulationen arbetsvätska, och upphängningen görs så styv som möjligt. När en lågspänningsström appliceras görs suspensionen så mjuk som möjligt, eftersom hydraulvätskan kan cirkulera relativt fritt.

En suspension baserad på en magnetisk reologisk vätska fungerar något annorlunda. Vätskan själv, som innehåller speciella metallpartiklar, kan ändra sina egenskaper under påverkan av ett elektromagnetiskt fält. Fjädringen har speciella stötdämpare som inte innehåller traditionella ventiler - de ersätts av speciella kanaler för vätskecirkulation. De har stötdämpare och spolar monterade i kroppen, genererar ett elektromagnetiskt fält, under påverkan av vilket vätskans egenskaper förändras, vilket gör att du kan ändra dämpningsparametrarna.

Driftsätt

Justering av graden av styvhet hos fordonets adaptiva fjädring är nästan helt automatisk. Hela styrsystemet består av följande huvudelement:

• Kontrollblock;
• ingångsenheter - sensorer markfrigång och kroppsacceleration;
• ställdon - ventiler och spolar av själva stötdämparna.

Som regel har systemet också en lägesomkopplare placerad i passagerarutrymmet, vilket gör att en person kan välja det föredragna svårighetsläget, i enlighet med specifika förhållanden. Under körning läser styrenheten hela tiden signaler från alla sensorer, analyserar stötdämparnas rörelsegrad och den resulterande kroppsrullningen. Antalet sensorer kan skilja sig åt beroende på bilmärke, men det bör finnas minst två av dem - framför och bakom.

De mottagna signalerna bearbetas och signaler genereras för ställdonen i enlighet med det program som valts av föraren, av vilka det i regel finns tre - normala, bekväma och sportiga. För en mer korrekt funktion av den adaptiva fjädringen "samarbetar" dess kontrollenhet ständigt med andra bilsystem: ratt, växellåda, motorstyrsystem. Detta uppnår den mest exakta funktionen av den aktiva suspensionen.

Fördelar med aktiv fjädring

Varje bil utrustad med en adaptiv fjädring har många fördelar jämfört med en bil med sin standardversion. De främsta fördelarna med den adaptiva fjädringen inkluderar följande:

• avsevärt ökad komfort för föraren och passagerarna;
• mindre gummislitage;
• utmärkt hantering av bilen i hög hastighet, när du gör skarpa manövrar;
• minskad bromssträcka på valfri vägyta.

Sensorer är ansvariga för upphängningens reaktionshastighet. Det är de som ständigt övervakar kroppens position, som ändras med kraftig acceleration / inbromsning, när de går in i en sväng, särskilt en brant. Fjädringselementens dämpningsnivå ändras omedelbart när karossen tappar sin korrekta position. Detta uppnår ett konstant underhåll av en extremt horisontell position av karossen, vilket gör att du kan behålla full kontroll över fordonet. Mer information om hur ett sådant system fungerar kan ses i videon:

En viktig aspekt i driften av det aktiva fjädringssystemet var dess interaktion med andra autosystem. Så att ändra driftsläget för upphängningen ändrar inte bara egenskaperna hos själva stötdämparna, utan inställningarna för gaspedalen, ratten och det dynamiska stabiliseringssystemet ändras oberoende av varandra. Detta gör att du inte bara kan få en säkrare, utan också lättare att köra bil. Beroende på den specifika tillverkaren kan den justerbara fjädringen även ta hänsyn till fordonets last.

Varje bil utrustad med en aktiv fjädring har många fördelar på vägen jämfört med standardalternativ. Samtidigt tillhandahåller många biltillverkare automatisk inställning av fjädringen i standardläge - föraren behöver inte ständigt byta läge, systemet kommer automatiskt att justera den optimala styvheten beroende på antalet ojämnheter på vägen, graden av acceleration och ett antal andra parametrar.

Adaptiv fjädring (annan beteckning halvaktiv suspension) - en typ av aktiv fjädring, där graden av dämpning av stötdämparna ändras beroende på vägytans tillstånd, körparametrar och förarens önskemål. Graden av dämpning förstås som graden av dämpning av vibrationer, vilken beror på stötdämparnas motstånd och storleken på fjädrande massor. I moderna adaptiva fjädringskonstruktioner används två metoder för att reglera graden av dämpning av stötdämpare:

• använda magnetventiler;
• med hjälp av en magnetisk reologisk vätska.

Vid reglering med en elektromagnetisk styrventil ändras dess flödesarea beroende på storleken på den verkande strömmen. Ju högre ström, desto mindre är ventilens flödesarea och följaktligen desto högre grad av dämpning av stötdämparen (styv fjädring).

Å andra sidan, ju lägre strömmen är, desto större flödesarea på ventilen, desto lägre är dämpningsgraden (mjuk upphängning). En reglerventil är installerad på varje stötdämpare och kan placeras inuti eller utanför stötdämparen.

Stötdämpare med magnetventiler används i följande adaptiva upphängningar:

Magnetisk-reologisk vätska inkluderar metallpartiklar, som, när de utsätts för ett magnetiskt fält, radas upp längs dess linjer. En stötdämpare fylld med reologisk vätska saknar traditionella ventiler. Istället finns det kanaler i kolven genom vilka vätska strömmar fritt. Elektromagnetiska spolar är också inbyggda i kolven. När spänning appliceras på spolarna ställs partiklarna i den magnetiska reologiska vätskan upp längs magnetfältets linjer och skapar motstånd mot vätskans rörelse genom kanalerna, vilket ökar graden av dämpning (suspensionsstyvhet).

Magnetisk-reologisk vätska används mycket mindre ofta i den adaptiva suspensionsdesignen:

• MagneRide från General Motors (Cadillac, Chevrolet-bilar);
• Magnetic Ride från Audi.

Regleringen av graden av dämpning av stötdämpare tillhandahålls av ett elektroniskt styrsystem, som inkluderar inmatningsenheter, en styrenhet och ställdon.

Det adaptiva styrsystemet för fjädring använder följande inmatningsenheter: sensorer för körhöjd och kroppsacceleration, en lägesomkopplare.

Med hjälp av lägesomkopplaren justeras dämpningsgraden för den adaptiva fjädringen. Körhöjdssensorn registrerar mängden fjädring för kompression och rebound. Karossaccelerationssensorn detekterar fordonskarossens vertikala acceleration. Antalet och omfånget av sensorer varierar beroende på utformningen av den adaptiva upphängningen. Till exempel har Volkswagens DCC-fjädring två åkhöjdssensorer och två kroppsaccelerationssensorer framtill på fordonet och en vardera bak.

Signalerna från sensorerna går till den elektroniska styrenheten, där de, i enlighet med det programmerade programmet, bearbetas och styrsignaler genereras till ställdonen - styrmagnetventiler eller elektromagnetiska spolar. Under drift interagerar den adaptiva fjädringsstyrenheten med olika fordonssystem: servostyrning, motorstyrningssystem, automatisk växellåda och andra.

Den adaptiva fjädringsdesignen har vanligtvis tre driftslägen: Normal, Sport och Comfort.

Lägen väljs av föraren beroende på behovet. I varje läge styrs stötdämparnas dämpningsgrad automatiskt inom den specificerade parametriska egenskapen.

Avläsningarna från kroppsaccelerationssensorerna kännetecknar vägytans kvalitet. Ju fler gupp på vägen, desto mer aktivt svajar karossen. Styrsystemet anpassar dämpningen av stötdämparna därefter.

Körhöjdssensorerna övervakar den aktuella situationen när fordonet rör sig: inbromsning, acceleration, svängning. Vid inbromsning sjunker bilens framsida under den bakre delen, medan den accelererar - vice versa. För att säkerställa en horisontell position av kroppen, en justerbar grad av dämpning av fronten och stötdämpare bak kommer att vara annorlunda. När bilen svänger, på grund av tröghetskraften, är en av sidorna alltid högre än den andra. I det här fallet justerar det adaptiva fjädringskontrollsystemet de högra och vänstra stötdämparna separat, och uppnår därmed stabilitet vid kurvtagning.

Baserat på sensorsignalerna genererar styrenheten alltså styrsignaler för varje stötdämpare separat, vilket möjliggör maximal komfort och säkerhet för vart och ett av de valda lägena.