Что такое активная подвеска в автомобиле

Активная подвеска

Подвеска современного автомобиля представляет собой компромисс между управляемостью, устойчивостью и комфортом. Жесткая подвеска обеспечивает минимальные крены, а значит лучшую управляемость и устойчивость. Мягкая подвеска отличается плавностью хода, но при маневрировании приводит к раскачке автомобиля, ухудшению управляемости и устойчивости. Поэтому многие автопроизводители разрабатывают и внедряют на свои автомобили различные конструкции активной подвески. Под термином «активная» понимается подвеска, параметры которой могут изменяться при эксплуатации. Электронная система управления в составе активной подвески позволяет изменять параметры автоматически. Конструкции активной подвески можно условно разделить по элементам подвески, параметры которой изменяются:

Элемент подвески
Изменяемый параметр

• степень демпфирования;
• жесткость подвески

• жесткость подвески;
• высота кузова

• жесткость стабилизатора

• длина рычага;
• схождение колес

В ряде конструкций активной подвески используется воздействие на несколько элементов.

Наиболее широко в конструкции активной подвески используются амортизаторы с регулируемой степенью демпфирования. Данный вид активной подвески имеет собственное устоявшееся название – адаптивная подвеска. Такую подвеску еще называют полуактивной подвеской, т.к. в ее конструкции не используются дополнительные приводы.

При регулировании демпфирующей способности амортизатора реализуется два подхода: использование электромагнитных клапанов в амортизаторной стойке и применение специальной магнитно-реологической жидкости для наполнения амортизатора. Электроника позволяет регулировать степень демпфирования индивидуально для каждого амортизатора, чем достигаются различные характеристики жесткости подвески (высокая степень демпфирования — жесткая подвеска, низкая степень демпфирования — мягкая подвеска). Известными конструкциями адаптивной подвески являются:

• Adaptive Chassis Control, DCC (Volkswagen);
• Adaptive Damping System, ADS (Mersedes-Benz);
• Adaptive Variable Suspension, AVS (Toyota);
• Continuous Damping Control, CDS (Opel);
• Electronic Damper Control, EDC (BMW).

Активная подвеска с регулируемыми упругими элементами более универсальна, т.к. позволяет поддерживать определенную высоту кузова и жесткость подвески. С другой стороны такая подвеска имеет более сложную конструкцию (используется отдельный привод для регулирования упругих элементов), поэтому и стоимость ее намного выше. В качестве упругого элемента в активной подвеске используются традиционные пружины, а также пневматические и гидропневматические упругие элементы.

В подвеске Active Body Control, ABC от Mercedes-Benz жесткость пружины изменяется с помощью гидравлического привода, который обеспечивает нагнетание масла в амортизаторную стойку под высоким давлением. На пружину, установленную соосно с амортизатором, воздействует гидравлическая жидкость гидроцилиндра.

Управление гидроцилиндрами амортизаторных стоек осуществляет электронная система, которая включает 13 различных датчиков (положения кузова, продольного, поперечного и вертикального ускорения, давления), блока управления и исполнительных устройств — электромагнитных клапанов. Система АВС практически полностью исключает крены кузова при различных условиях движения (поворот, ускорение, торможение), а также регулирует положение кузова по высоте (понижает автомобиль на 11 мм при скорости свыше 60 км/ч).

Пневматический упругий элемент составляет основу пневматической подвески. Он обеспечивает регулирование высоты кузова относительно поверхности дороги. Давление в пневматических упругих элементах создается с помощью пневматического привода, включающего электродвигатель с компрессором. Для изменения жесткости подвески используются амортизаторы с регулируемой степенью демпфирования. Такой подход реализован в пневматической подвеске Airmatic Dual Control от Mercedes-Benz, в которой применена адаптивная система Adaptive Damping System.

Гидропневматические упругие элементы используются в гидропневматической подвеске, которая позволяет изменять жесткость и высоту кузова в зависимости от условий движения и желаний водителя. Работу подвески обеспечивает гидравлический привод высокого давления. Управление гидросистемой производится с помощью электромагнитных клапанов. Современной конструкцией гидропневматической подвески является система Hydractive третьего поколения, которая устанавливается на автомобили Citroёn.

Отдельную группу составляют конструкции активной подвески, в которых изменяется жесткость стабилизатора поперечной устойчивости. При прямолинейном движении стабилизатор поперечной устойчивости выключается, за счет чего увеличиваются ходы подвески, лучше обрабатываются неровности и тем самым достигается высокая плавность и комфортность передвижения. При повороте или резком изменении направления движения жесткость стабилизаторов увеличивается пропорционально воздействующим силам, и предотвращаются крены кузова. Известными конструкциями активной стабилизации подвески являются:

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

Одну из наиболее интересных конструкций активной подвески предлагает на своих автомобилях компания Hyundai. Система активного управления геометрией подвески (Active Geometry Control Suspension, AGCS) позволяет изменять длину рычагов подвески, за счет чего изменяется схождение задних колес. Для изменения длины рычага используется электрический привод. При прямолинейном движении и маневрировании на небольшой скорости система устанавливает минимальное схождение. Поворот на высокой скорости, активное перестроение из ряда в ряд сопровождается увеличением схождения задних колес. Автомобиль получает дополнительную устойчивость и лучшую управляемость. Система AGCS взаимодействует с системой курсовой устойчивости.

Активные подвески

Поддержание постоянства уровня кузова обеспечивают не только пневматические, но и гидропневматические подвески. В течение многих лет фирма Citroёn оборудовала свои автомобили гидропневматической подвеской для обеспечения постоянного уровня пола кузова и изменения дорожного просвета по желанию водителя. Сейчас многие фирмы занимаются разработкой активной подвески. В идеале активная подвеска обеспечивает с одной стороны возможность перемещения колес по траекториям, копирующим дорожные неровности, а с другой — сохраняет уровень пола кузова. Проблема состоит в том, что для работы такой подвески необходимо заранее оценивать наличие и величину неровностей перед автомобилем, потому что любая механическая система характеризуется запаздыванием своего срабатывания. Существующие на сегодняшний день экспериментальные системы обеспечивают постоянную оценку нагрузки, приходящейся на каждое колесо, и при ее увеличении (например, когда колесо наезжает на препятствие) гидравлический цилиндр приподнимает колесо, а при уменьшении нагрузки опускает. Гидравлические системы, используемые в таких подвесках, требуют большой мощности привода (около 10 кВт) и не могут быть рекомендованы для широкого применения, по крайней мере в настоящее время. Кроме того, прецизионные гидравлические узлы стоят дорого, а при выходе их из строя подвеска полностью теряет работоспособность.

Гидропневматическая подвеска Hydroactive автомобиля Citroёn C5 может изменять степень жесткости и коэффициент демпфирования в соответствии с условиями движения:
1 — интегрированный узел гидротроник;
2 — стойки передней подвески;
3 — передний регулятор жесткости;
4 — передний электронный датчик положения;
5 — задние гидропневматические цилиндры;
6 — задний регулятор жесткости;
7 — задний электронный датчик положения;
8 — блок управления;
9 — датчик положения рулевого колеса;
10 — резервуар для жидкости гидросистемы;
11 — педали «газа» и тормоза

Фирма Citroёn при создании системы Hydractive пошла по другому пути, внеся изменения в свою гидропневматическую подвеску.
Подвеска была дополнена двумя гидропневматическими упругими элементами, включенными в контуры управления передней и задней подвесок, системой клапанов, управляемых микропроцессором, который может изменять как жесткость упругих элементов, так и амортизирующие свойства (путем изменения проходных сечений клапанов).
Фирма Citroёn разработала также систему Activa, в которой используются два гидравлических цилиндра, расположенных по диагонали в противоположных «углах» автомобиля между кузовом и подвеской. Система высокого давления ограничивает крен кузова до 0,5°, что для водителя вообще неощутимо. Запас в 0,5° достаточен для предотвращения рыскания автомобиля, обеспечивая, практически вертикальное положение кузова, когда автомобиль движется на повороте. Это гарантирует вертикальное положение колес и хорошую устойчивость.

В 1999 г. компания Mercedes создала систему АВС (Active Body Control — активный контроль положения кузова). Основными элементами подвески в этой системе являются специальные амортизаторные стойки, в которых пружина находится в цилиндре, и на пружину может воздействовать поршень, перемещаемый давлением жидкости от гидравлического насоса и двух гидроаккумуляторов. Гидравлическая система работает параллельно с пружиной и обычным амортизатором, поэтому при выходе из строя этой системы сохраняется возможность движения автомобиля. Система АВС не устраняет полностью колебаний кузова, но ограничивает их частоту. Потребление дополнительной энергии ограничено до 3 кВт. Управление подвеской осуществляется с помощью двух микропроцессоров, получающих сигналы от 13 датчиков. Такая подвеска позволяет отказаться от стабилизаторов поперечной устойчивости, а изменение жесткости упругих элементов дает возможность значительно ограничивать крен кузова, что положительно влияет на устойчивость и управляемость автомобиля.

Активная подвеска — Active suspension

Активная подвеска— это тип автомобильной подвески на автомобиле. Он использует бортовую систему для управления вертикальным перемещением колес транспортного средства относительно шасси или кузова, а не пассивной подвеской, обеспечиваемой большими пружинами, где движение полностью определяется дорожным покрытием. Так называемые активные подвески делятся на два класса: настоящие активные подвески и адаптивные или полуактивные подвески. В то время как адаптивные подвески различаются только по жесткости амортизатора, чтобы соответствовать изменяющимся дорожным или динамическим условиям, в активных подвесках используются некоторые типы исполнительных механизмов для подъема и опускания шасси независимо на каждом колесе.

Эти технологии позволяют производителям автомобилей достичь большей степени ездовых качеств и управляемости автомобиля, удерживая шины перпендикулярно дороге в поворотах, что позволяет лучше тяга и контроль. Бортовой компьютер обнаруживает движение тела с помощью датчиков в автомобиле и, используя эти данные, контролирует действие активной и полуактивной подвески. Система практически исключает крен кузова и изменение тангажа во многих дорожных ситуациях, включая прохождение поворота, ускорение и торможение.

Принцип

Рисунок 1 Рисунок 2 Рисунок 3

Теория Skyhook заключается в том, что идеальная подвеска позволяла автомобилю сохранять устойчивое положение, как если бы оно висело на воображаемом крюке в небе, вне зависимости от дорожных условий.

Поскольку настоящий скайхук непрактичен, настоящие активные системы подвески основаны на работе привода. Воображаемая линия (нулевого вертикального ускорения) рассчитывается на основе значения, обеспечиваемого датчиком ускорения , установленным на кузове транспортного средства (см. Рисунок 3). Динамические элементы включают только линейную пружину и линейный демпфер; поэтому никаких сложных расчетов не требуется.

Транспортное средство контактирует с землей через пружину и амортизатор в обычной подвеске с пружинным амортизатором, как показано на рисунке 1. Для достижения того же уровня устойчивости, что и теория Skyhook, транспортное средство должен контактировать с землей через пружину и воображаемую линию с демпфером, как на рисунке 2. Теоретически, в случае, когда коэффициент демпфера достигает бесконечного значения, транспортное средство будет в состоянии, когда оно полностью закреплено на воображаемой линии, таким образом, транспортное средство не будет трястись.

Активная

Активная подвеска, первая из представленных, использует отдельные приводы, которые могут оказывать независимое усилие на подвеску для улучшения ходовых характеристик. Недостатками этой конструкции являются высокая стоимость, дополнительное усложнение и масса устройства, а также необходимость частого обслуживания некоторых реализаций. Для обслуживания могут потребоваться специализированные инструменты, и некоторые проблемы бывает сложно диагностировать.

Гидравлическое управление

Гидравлическое управлениеподвеской управляется с помощью гидравлики. Первый образец появился в 1954 году с гидропневматической подвеской, разработанной Полем Магесом в Citroën. Гидравлическое давление обеспечивается радиально-поршневым гидравлическим насосом высокого давления. Датчики постоянно контролируют движения кузова и уровень движения автомобиля, постоянно снабжая гидравлические корректоры высоты новыми данными. В течение нескольких секунд подвеска создает противодействующие силы для подъема или опускания кузова. Во время маневров азот в оболочке мгновенно сжимается, обеспечивая в шесть раз большую сжимаемость, чем у стальных пружин, используемых в транспортных средствах до этого времени.

На практике система всегда включала желаемые функции самовыравнивающейся подвески и регулируемой по высоте подвески, причем последняя теперь привязана к скорости автомобиля для улучшения аэродинамические характеристики, поскольку автомобиль опускается на высокой скорости.

Эта система замечательно работала при движении по прямой, в том числе по неровным поверхностям, но слабо контролировала жесткость крена.

Миллионы серийных автомобилей были построены с вариациями этой системы.

Электронное управление гидравлической подвеской

Колин Чепмен разработал оригинальную концепцию компьютерного управления гидравлической подвеской в ​​1980-х годах для улучшения прохождения поворотов гоночных автомобилей. Компания Lotus установила и разработала прототип системы для модели 1985 Excel с электрогидравлической активной подвеской, но никогда не предлагала ее для продажи, хотя многие демонстрационные автомобили были построены для других производителей.

Датчики постоянно отслеживают движения тела и уровень езды автомобиля, постоянно снабжая компьютер новыми данными. Когда компьютер получает и обрабатывает данные, он управляет гидравлическими сервоприводами, установленными рядом с каждым колесом. Подвеска с сервоуправлением практически мгновенно создает силы, противодействующие наклону, нырку и приседанию во время маневров.

Компания Williams Grand Prix Engineering подготовила активную подвеску для автомобилей F1 в 1992 году, создав такие успешные автомобили, что Международная автомобильная федерация решила запретить эту технологию.

Подвеска с компьютерной активной технологией (CATS) координирует наилучший возможный баланс между качеством езды и управляемостью, анализируя дорожные условия и выполняя до 3000 корректировок каждую секунду в настройках подвески с помощью электронного управления амортизаторы.

Mercedes-Benz CL-Class (C215) 1999 года представил модель Active Body Control, где гидравлические сервоприводы высокого давления управляются электронными вычислениями, и эта функция до сих пор доступен. Транспортные средства могут быть спроектированы так, чтобы активно наклоняться в повороты для повышения комфорта водителя и пассажиров.

Активный стабилизатор поперечной устойчивости

Активный стабилизатор поперечной устойчивости усиливается под действием водителя или подвески Электронный блок управления (ECU) во время крутых поворотов. Первым серийным автомобилем был Mitsubishi Mirage Cyborg в 1988 году.

Электромагнитный рекуператор

В полностью активных серийных автомобилях с электронным управлением применение электрических сервоприводов и двигателей, соединенных с электронными вычислениями, позволяет для ровного прохождения поворотов и мгновенной реакции на дорожные условия.

Bose Corporation имеет испытательную концептуальную модель. Основатель Bose, Амар Бозе, много лет работал над экзотическими подвесками, когда был профессором Массачусетского технологического института.

Активная электромагнитная подвеска использует линейные электромагнитные двигатели, прикрепленные к каждому колесу. Он обеспечивает чрезвычайно быструю реакцию и позволяет регенерировать потребляемую мощность, используя двигатели в качестве генераторов. Это почти решает проблемы длительного времени отклика и высокого энергопотребления гидравлических систем. Технология активной системы подвески с электронным управлением (ECASS) была запатентована Центром электромеханики Техасского университета в 1990-х годах и была разработана L-3 Electronic Systems для использования на военных транспортных средствах. HMMWV с ECASS превзошел технические характеристики по всем оценкам производительности с точки зрения потребляемой мощности для оператора транспортного средства, устойчивости и управляемости.

Active Wheel

• MichelinActive Wheel с 2004 года включает в себя электродвигатель в колесной электрической подвеске, который контролирует распределение крутящего момента, тягу, маневры при повороте, тангаж, крен и подвеску. демпфирование для этого колеса, в дополнение к электрическому тяговому двигателю .

• Audi active электромеханической системе подвески, представленной в 2017 году. Она приводит в движение каждое колесо индивидуально и адаптируется к преобладающей дороге условия. Каждое колесо оснащено электродвигателем, который питается от 48-вольтовой сети. Дополнительные компоненты включают шестерни, поворотную трубку вместе с внутренним титановым торсионным стержнем и рычаг, который воздействует на подвеску до 1100 Нм (811,3 фунт-фута) через соединительную тягу . Благодаря фронтальной камере седан заранее обнаруживает неровности на дороге и заранее настраивает активную подвеску. Еще до того, как автомобиль достигнет неровности на дороге, разработанная Audi функция предварительного просмотра передает нужную величину хода исполнительным механизмам и активно управляет подвеской. Двигатели с компьютерным управлением могут определять недостатки на дороге и могут поднимать подвеску с колеса, которое преодолевает неровности, тем самым улучшая качество езды. Система будет направлять двигатели снаружи, чтобы подтолкнуть или опустить подвеску во время поворота. Это приведет к более плоскому ходу и уменьшению крена кузова на поворотах, что, в свою очередь, означает более уверенную динамику управления.

Адаптивная и полуактивная

Адаптивные или полуактивные системы могут изменить только коэффициент вязкого демпфирования амортизатора и не добавляет энергии системе подвески. В то время как адаптивные подвески обычно имеют медленное время отклика и ограниченное количество значений коэффициента демпфирования, полуактивные подвески имеют время отклика, близкое к нескольким миллисекундам, и могут обеспечивать широкий диапазон значений демпфирования. Поэтому адаптивные подвески обычно предлагают только разные режимы езды (комфорт, нормальный, спортивный. ), соответствующие различным коэффициентам демпфирования, в то время как полуактивные подвески изменяют демпфирование в реальном времени, в зависимости от дорожных условий и динамики автомобиля. Хотя их вмешательство ограничено (например, управляющая сила никогда не может иметь направление, отличное от текущего вектора скорости подвески), полуактивные подвески менее дороги в проектировании и потребляют гораздо меньше энергии. В последнее время исследования полуактивных подвесок продолжали расширяться в отношении их возможностей, сокращая разрыв между полуактивными и полностью активными системами подвески.

Электромагнитный / клапанный привод

Этот тип является наиболее экономичным и основным типом полуактивных подвесок. Они состоят из электромагнитного клапана, который изменяет поток гидравлической среды внутри амортизатора, тем самым изменяя демпфирующие характеристики подвески. Соленоиды подключены к управляющему компьютеру, который посылает им команды в зависимости от алгоритма управления (обычно это так называемый метод «Sky-Hook»). Этот тип системы используется в подвеске Cadillac Computer Command Ride (CCR). Первым серийным автомобилем был Toyota Soarer с полуактивной электронной модулируемой подвеской Toyota 1983 года выпуска.

Магнитореологический демпфер

Еще один довольно недавний метод включает магнитореологические демпферыторговой марки MagneRide. Первоначально он был разработан Delphi Corporation для GM и был стандартным, как и многие другие новые технологии, для Cadillac STS (с модели 2002 года) и некоторых других моделей GM с 2003 года. был обновлением полуактивных систем («автоматических датчиков дороги подвески»), используемых в высококлассных автомобилях GM в течение десятилетий. Он позволяет вместе с более быстрыми современными компьютерами самостоятельно изменять жесткость подвески всех колес. Эти амортизаторы находят все более широкое применение в США и уже сдаются в аренду некоторым иностранным брендам, в основном в более дорогих автомобилях.

Эта система разрабатывалась 25 лет. Демпферная жидкость содержит металлические частицы. Посредством бортового компьютера характеристики податливости заслонок контролируются электромагнитом. По сути, увеличение тока в магнитной цепи демпфера увеличивает магнитный поток контура. Это, в свою очередь, вызывает изменение ориентации металлических частиц, что увеличивает вязкость жидкости, тем самым повышая скорость сжатия / отскока, в то время как уменьшение смягчает действие демпферов за счет выравнивания частиц в противоположном направлении. Если мы представим металлические частицы как обеденные тарелки, то, пока они выровнены так, чтобы они были на краю, вязкость минимизировалась. На другом конце спектра они будут выровнены под углом 90 градусов. Таким образом, жидкость становится более вязкой. Электрическое поле, создаваемое электромагнитом, изменяет ориентацию металлических частиц. Информация от колесных датчиков (о расширении подвески), рулевого управления, датчиков ускорения и других данных используется для расчета оптимальной жесткости на данный момент времени. Быстрая реакция системы (миллисекунды) позволяет, например, сделать более мягкое движение одним колесом по неровности на дороге в определенный момент времени.

Серийные автомобили

По календарному году:

• 1954: Citroen Traction Avant 15-6H:, самовыравнивающийся Citroen гидропневматическая подвеска на задних колесах.
• 1955: Citroën DS, самовыравнивающаяся Citroen гидропневматическая подвеска на все четыре колеса.
• 1957 г.: Cadillac Eldorado Bitud : премьера модели с самовыравниванием GM с пневмоподвеской
• 1967 г.: Rolls Royce Silver Shadow Частично несущая гидропневматическая подвеска на всех четырех колесах. Передняя система удалена в 1969
• 1970: Citroën SM, самовыравнивающаяся Citroen гидропневматическая подвеска на всех четырех колесах.
• 1970: Citroën GS, самовыравнивающаяся Citroen гидропневматическая подвеска на всех четырех колесах.
• 1974: Citroën CX, самовыравнивающаяся Citroen гидропневматическая подвеска на все четыре колеса.
• 1975: Mercedes Benz 450 SEL 6.9Гидропневматическая подвеска на всех четырех колесах.
• 1982: Citroën BX, самовыравнивающийся Citroen гидропневматическая подвеска на всех четырех колесах.
• 1979: Mercedes Benz W126Гидропневматическая подвеска на всех четырех колесах в качестве опции для моделей LWB v8
• 1983: Toyota Soarer : премьера полуактивной Toyota Electronic Modulated Suspension (TEMS)
• 1985 Mercedes Benz 190E 2.3-16 Несущая часть Гидропневматическая подвеска на все четыре колеса как опция на 16в м одель. Стандарт для моделей Evo 1 и Evo 2
• 1986: Toyota Soarer : первая в мире полная пневматическая подвеска с электронным управлением (TEMS) (жесткая пружина, регулируемое усилие затухания) установлен
• 1986: Mercedes Benz W126Гидропневматическая подвеска на все четыре колеса с электронным управлением адаптивным демпфированием в качестве опции на моделях LWB v8
• 1987 : Mitsubishi Galant : VR-4 имеет активную управляемую подвеску (Dynamic ECS). Система обеспечивает комфортную езду и устойчивость за счет автоматической регулировки высоты автомобиля и демпфирующей силы.
• 1989: Citroën XM — самовыравнивающийся, полуактивный Hydractive на всех четырех колесах с автоматически регулируемыми жесткостью пружин и амортизаторами.
• 1989: Mercedes Benz R129 Несущая частичная нагрузка гидропневматическая подвеска с автоматически регулируемыми жесткостью пружин и амортизаторами в качестве опции (ADS)
• 1990: * Первая полуактивная подвеска, сканирующая дорогу впереди (сонар ) — 1990 Nissan Leopard / Nissan Cedric / Nissan Maxima / Nissan J30 DUET-SS Super Sonic Suspension
• 1990: Infiniti Q45 «полностью активная подвеска (FAS) «, активная подвеска, хотя в ней все еще были обычные винтовые пружины
• 1992: Toyota Celica (Toyota Electronically Modulated Suspension )
• 1992: Citroën Xantia VSX — самовыравнивающийся, полуактивный Hydractive 2 на всех четырех r колеса, с автоматически регулируемыми жесткостью пружины и амортизаторами.
• 1993: Cadillac, несколько моделей с подвеской RSS с датчиком дороги. RSS был доступен как в стандартной, так и в CVRSS (бесступенчатой ​​подвеске с датчиком движения ). Он контролировал амортизаторы каждые 15 миллисекунд, выбирая одну из двух настроек.
• 1994: Toyota Celsior представила первый Skyhookпневмоподвеска
• 1994: Citroën Xantia Activa — самовыравнивающаяся, полностью активная Hydractive на всех четырех колесах с гидравлическими стабилизаторами поперечной устойчивости и автоматически регулируемой жесткостью пружины и амортизаторы.
• 1998: Land Rover Discovery серии 2 — Активное улучшение прохождения поворотов; На некоторых версиях была установлена ​​гидравлическая система стабилизатора поперечной устойчивости с электронным управлением, которая уменьшала крен на поворотах.
• 1999: Mercedes Benz C215 Самовыравнивающийся, полностью активный гидравлический Активный контроль кузова. Доступно на моделях S, CL и SL
• 2002: Cadillac Seville STS, первый MagneRide
• 2004: VolvoS60 R и V70 R (Four-C, сокращенное название «Continuously Controlled Chassis Concept», полуактивный)
• 2013: Mercedes Benz W222 : необязательно Магическое управление телом. Самовыравнивающаяся полностью активная гидравлическая система с электроникой сканирования дорожного покрытия
• 2019: ToyotaAvalon Touring model (Adaptive Variable Suspension (AVS))

См. Также

• Подвеска Toyota Active Control
• Гидропневматическая подвеска
• Active Body control

Ссылки

• Nye, Doug (1992). История автомобилей Гран-при: 1966-91. Hazleton Publishing. ISBN 0-905138-94-5 .
• Кокс, Рональд В. (1986). Электроника, разработанная для Lotus Active Suspension Technology . США: General Motors. Архивировано из оригинального 17.06.2013. Проверено 17 января 2013 г.

На Викискладе есть материалы, связанные с технологиями автомобильных подвесок.

Что такое активная подвеска в автомобиле

Сайт сдается в аренду — обращайтесь на ipassat@mail.ru

+7 905 688 68 78

Активная подвеска — что это такое? Как устроена? Описание

Подвеска является одним из тех узлов в автомобилях, который появился раньше всех – то есть кузов, тормоза, мотор и сама подвеска. Например, двери для автомобилей не сразу появились, потом во время эволюции они стали герметичнее, со стёклами, далее появились ручные стеклоподъёмники, а сейчас без электростеклоподъёмников нормальную машину представить нельзя! То же самое можно говорить о других некогда не совсем «важных» атрибутов и аксессуаров. Конечно, сейчас от той конструкции подвески почти не остался и следа, по крайней мере, в мире легковых авто, разве что грузовики и суперпрофессиональные джипы оснащаются подобными механизмами, так как никто для тяжёлых условий ничего не придумал. Перед легковушками же стоят другие задачи – обеспечить водителю и пассажирам одновременно комфортную, безопасную, а порой и спортивную езду.

Подвеска современных автомобилей является симбиозом одновременно бескомпромиссности и компромиссом между управляемостью, комфортной ездой и устойчивостью. Поэтому, тут уже без последних супер-достижений в мире подвесок со сложными механизмами и автоматическими помощниками не обойтись. Об этом поподробнее. Благодаря жесткой подвеске крены сводятся минимум, следовательно, улучшается управляемость и устойчивость автомобиля. Мягкая же подвеска, наоборот, обеспечивает великолепную, «лимузинную» плавность хода, однако автомобиль при перестроениях и маневрировании начинает раскачиваться, ухудшается управляемость и устойчивость. И поэтому многие автопроизводители в течение существования всей автомобильной истории разрабатывают самые неожиданные и разнообразные конструкции и системы активной подвески и применяют их на своих автомобилях. В итоге спорткар может нажатием кнопки получить почти «джипарский» дорожный просвет, и, наоборот, у внедорожника, выезжавшего на трассу уменьшается примерно до уровня спортседана или даже неплохого купе! Плюс по необходимости (вручную), или автоматически получаем нужные спортивные или комфортные настройки. Но обо всём поподробнее.

Термином «активная» означает подвеска, обладающая параметрами, которые могут изменяться под конкретные дорожные условия при его эксплуатации. Электронная составляющая в составе активной подвески даёт нам возможность управлять, изменять свойства не только автоматически, но и вручную. Механизмы активной подвески принято условно разделить по его элементам, свойства каждого изменяются следующим образом:

Если элементом подвески является Амортизатор, то его Изменяемый параметр, это степень демпфирования, то есть жёсткость подвески;
Если в качестве элемента подвески выбран Упругий элемент, то его Изменяемый параметр, это степень жёсткости подвески (демпфирования) и высота кузова автомобиля;
Если элементом подвески являются Стабилизаторы поперечной устойчивости, то их Изменяемым параметром будет жёсткость стабилизатора;
Если элементом подвески является Рычаги, то их Изменяемый параметр: длина рычагов и схождение колес;

Во множестве систем современных конструкций своих активных подвесок всё чаще производители применяют более одного вида воздействия на несколько элементов, а то и все!

Со временем в конструкциях своих активных подвесок производители решили давать предпочтение амортизаторам с регулируемой степенью жёсткости. Этот вид активной подвески со временем получил своё другое известное, название – адаптивная подвеска, уже устоявшееся. Есть ещё название — полуактивная подвеска, так как в ее конструкции не применяются дополнительные приводы.

Чтобы регулировать жёсткость, или демпфирующую способность амортизатора, автопроизводители применяют два подхода – первый, применение электромагнитных клапанов в амортизаторных стойках и второй способ — применение специальных амортизаторов, наполненных магнитно-реологической жидкостью. Электроника регулирует степень демпфирования для каждого амортизатора индивидуально, чем и достигается более совершенная работа, благодаря различным характеристикам жёсткости подвески. Здесь поподробнее – программа автоматики с высокой степенью демпфирования отвечает за жесткую, спортивную подвеску, низкая степень – за мягкую подвеску, и соответственно настройка между ними это просто подвеска с обычными настройками. Наиболее распространёнными конструкциями адаптивной подвески на данный момент являются:

* система Electronic Damper Control, сокр. 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, сокр. ADS, которое выпускается в составе известной пневмоподвески Airmatic Dual Control, как и в случае BMW, количество моделей, обладающими данной подвеской, растёт;

* Адаптивный механизм Continuous Damping Control, CDS от фирмы Opel – эту систему можно встретить как на Опелях, так и на их американских и австралийских двойниках, например таких, как Бьюик или Воксхолл;

* Адаптивную и умную систему AVS, то есть Adaptive Variable Suspension — , предлагает своим покупателям компания Toyota;

* и наконец, Volkswagen со своей не менее известной системой подвески Adaptive Chassis Control, DCC;

Вид активной подвески с регулируемыми упругими «ингредиентами» более универсальна, ибо позволяет постоянно поддерживать заданную высоту кузова и необходимую жесткость подвески. Правда, такая продвинутая подвеска обладает более сложной конструкцией, так как используется дополнительный привод для контролирования и регулировки упругих элементов, следовательно, и её себестоимость намного выше. В активной подвеске в качестве упругих ингредиентов автопроизводители применяют несколько видов устройств — традиционные пружины, пневматические элементы и гидропневматические упругие.

Рассмотрим работу на примере мерседесовского детище. В активно-адаптивной подвеске Active Body Control, сокр. ABC, от Мерседес-Бенц жёсткость пружины может меняться с помощью гидравлического привода. Он под высоким давлением поддерживает нагнетание масла в амортизаторную стойку и его уровень в системе. А пружины, установленные соосно с амортизаторами, активируются гидравлической жидкостью гидроцилиндра. В итоге при комфортной езде система нам предоставляет мягкую подвеску, но стоит «зажечь» рулём, как подвеска становиться цельной и собранной «натурой», и повороты проходим быстро и практически без кренов!

Умная электронная система не только осуществляет управление гидроцилиндрами амортизаторных стоек, но и всеми системами, что ей дано контролировать (в зависимости от версии и «продвинутости» системы). Она включает в себе блок управления и различные исполнительные механизмы — электромагнитные клапанов и минимум тринадцать различных датчиков, например, таких как положения кузова, давления, ускорения в продольном, поперечном и вертикальном направлении. Системе АВС практически полностью удаётся исключать крены кузова при самых различных условиях скоростного движения — поворотах, ускорениях, торможениях, а также контролировать положение кузова по высоте, то есть автомобиль начинает понижаться на одиннадцать мм, после того, как машина набирает скорость более чем 60-75 км/ч — дело в модели.

Пневматическая подвески имеет основу, который составляет пневматический упругий элемент. Он и есть тот важный элемент, который позволяет регулировать высоту автомобиля по отношению к поверхности дороги. В пневматических упругих элементах давление создаётся посредством пневматического привода, который имеет в своей основе электродвигатель и компрессор. А за изменение жесткости подвески отвечают амортизаторы с регулируемой степенью демпфирования, или же выражаясь простым языком – регулируемой жёсткостью. Это и есть подход, который реализован в широко известной Airmatic Dual Control — мерседесовской пневмоподвеске, в которой нашла своё применение продвинутая адаптивная система Adaptive Damping System.

Далее, гидропневматические упругие ингредиенты, что и есть один из важнейших элементов в таких подвесках, производители используют в гидропневматической подвеске, позволяющая изменять не только её жёсткость, но и высоту кузова. Делает система это не только следя за условиями движения, и в зависимости от этого давая команды, автоматически, но и в зависимости желаний водителя. Для этого можно оставить всё как есть, то есть доверится автоматике, а порой можно с помощью селектора самому выбрать нужный режим. Работу подвески происходит посредством гидравлического привода высокого давления. Гидросистема управляется электромагнитными клапанами. Одним их современнейших конструкций из мира гидропневматических подвесок является известная система Hydractive, устанавливаемая на модели Citroёn, которая уже насчитывает третье поколение и даже есть вариант 3+, то есть с расширенными и доработанными способностями.

Есть особая, отдельная группа среди версий активной подвески, в которых помимо всего вышеперечисленного изменяется также и жёсткость стабилизатора. Рассмотрим поподробнее — когда машина мчится в прямолинейном направлении – когда прямая или очень пологие изгибы, тогда стабилизатор поперечной устойчивости выключается полностью или частично. За счёт этого ходы подвески увеличиваются, неровности обрабатываются лучше, а это даёт высокую плавность и большую комфортность передвижения. При прохождении поворотов или внезапном изменении направления движения машины жёсткость стабилизаторов по команде электроник увеличивается пропорционально воздействующим на автомобиль силам, передающиеся на его подвеску, тем самым почти исключаются, или полностью предотвращаются крены кузова. Аналогичными системами активной стабилизации подвески можно считать Dynamic Drive от кампании BMW и тойотовскую систему Kinetic Dynamic Suspension System, сокр. от KDSS.

Есть ещё одна система из наиболее интересных механизмов в мире активных подвесок — это детище компании Hyundai. Данный механизм активного контроля и управления геометрией подвески по-корейски, то есть Active Geometry Control Suspension, сокр. от AGCS, даёт возможность изменять помимо всего. даже длину рычагов подвески! Как следствие изменяется сход-схождение или развал- схождение задних колёс. Это даёт колоссальные возможности – для спортивной, азартной езде короткие рычаги и своя настройка развала колёс А для преодоления пересеченной местности длинные рычаги и иной развал! А всех этих манипуляций, контроля и изменения длины рычага применяется электропривод. Рассмотрим одну из программ — при прямолинейном движении по шоссе и маневрировании на маленьких скоростях система следит и устанавливает минимальное схождение. При поворотах же на высокой скорости, активных перестроениях из ряда в ряд происходит с увеличённым схождением задних колес. В таком случае автомобиль с подобной системой получает дополнительную «порцию» устойчивости и наилучшую управляемость. Механизм AGCS активно взаимодействует со штатной системой курсовой устойчивости.