Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспорте

Адаптивная подвеска – это система подрессоривания кузова автомобиля, параметры которой меняются в зависимости от условий движения, обеспечивая оптимальную или близкую к оптимальной плавность хода.

Каждый водитель хочет, чтобы его транспортное средство было мягкой периной на ухабистой дороге, а на высокоскоростной магистрали мгновенно превращалось в гоночный жесткий болид.Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспорте

Если машина снабжена адаптивной подвеской, то такое превращение возможно в доли секунды.

  • 2. Цель исследования
  • Обзор и детальное изучение актуальных вопросов по системам гашения колебаний, временных этапов развития активных и адаптивных систем подрессоривания, составление общих классификаций и обзор адаптивных подвесок автомобиля.
  • 3. Общая классификации систем гашения колебаний
  • Все системы подрессоривания теоретически можно разделить на четыре вида или категории: пассивные, полуактивные, активные и смешанные (гибридные).

Первые исследования динамики управления подвеской АТС начались с 1920 года.

Оптимизация работы подвески осуществлялась не только за счёт совершенствования основных демпфирующих элементов, но также за счёт совершенствования других компонентов подвески (таких как сайлентблоки, рычаги и так далее). Под оптимизацией понимается улучшение управляемости и общего комфорта для пассажиров в салоне автомобиля.

Пассивные адаптивные подвески были первые в своём роде. Они используются до того момента, пока не возникает необходимость в преодолении противоречия управляемость – комфорт, когда становится уже невозможность жертвовать одним в пользу другого. Преодолениея этого противоречия достигается путём адаптации работы подвески под конкретные дорожные условия.

Основной показатель плавности хода – это вертикальные ускорения кузова.

Мягкие пружины позволяют добиться большего комфорта, но из-за них ухудшается управляемость автомобиля на дороге с большими неровностями вследствие недостаточного контакта колёс с дорогой.

Кроме того, мягкие пружины требуют большего хода, что трудно выполнимо для небольших транспортных средств. С точки зрения безопасности, нагрузка на колеса должна быть более постоянной.

Пассивные системы имеют дифференцированные характеристики, никак не управляются, следовательно, не требуют никакой энергии на управление. Активные подвески управляются с помощью электричества или других способов и генерируют управляющие воздействия. Они требуют большого количества энергии.

Активные системы подрессоривания используют для работы гидравлические насосы с механическим приводом, пневматические компрессоры с механическим приводом или электрические генераторы совместно с электрическими гидравлическими насосами и пневматическими компрессорами.

Движение колёс вверх и вниз осуществляется с помощью механически контролируемой жидкости или воздухом посредством электрически управляемых клапанов.

Датчики ускорений информируют контроллер, когда автомобиль ускоряется, тормозит или поворачивает. Контроллер не использует адаптивные алгоритмы для вычисления данных и определения положения каждого колеса. Между пассивными и активными находятся полуактивные подвески. Они требуют для работы малого количества энергии. Смешанные системы являются комбинациями всех предыдущих систем.

4.Классификация управляющих систем подрессоривания

Классификация управляющих систем подрессоривания может быть проведена в соответствии с затратами энергии на управление и частотой работы привода управления.

Можно выделить три особенности: 1) диапазон управления, то есть диапазон сил, которые могут выдавать приводы; 2) диапазон пропускной способности привода, то есть частота, с которой может работать привод управления; 3) влияние привода на уровень системы (демпфирования или упругость), которое в основном определяется сочетанием двух предыдущих особенностей [6].

5. Обзор современных адаптивных подвесок автомобиля.

Французские подвески всегда славились своим комфортом и высокой плавностью хода и при этом отличались хорошей надёжностью. Одна из таких подвесок была изобретена в 1989 году и устанавливалась на модель XM. Данную подвеску называли Hydractiv. Позже была изобретена более современная и комфортная HydractivPlus. На этом эволюция автомобильных подвесок не останавливалась [7].

В подвеске AgilityControl у “Mercedes-Benz” жёсткость подвески, а точнее самих амортизаторов, напрямую зависит от частоты и амплитуды перемещения штока внутри амортизатора.

Также у «Мерседес-Бенц» есть шасси, которые непосредственно установлены на пневматиках (AirmatikDual Control), которые задают клиренс в зависимости от профиля дороги и нагрузки автомобиля. Одна из самых знаменитых и практичных подвесок была изобретена компанией Volkswagen.

Adaptive Chassis Control (адаптивный контроль за подвеской) – так называют систему, которая управляет настройками амортизаторов.

Управляющий сигнал поступает на блок управления от датчиков, которые снимают информацию о перемещении колёс и кузова, тем самым изменяя жёсткость шасси всего автомобиля. Характеристики жёсткости здесь задают электромагнитные клапаны, которые установлены внутри самого амортизатора.

Сами амортизаторы вмонтированы в пневмостойки с упругими элементами. Силы сопротивления здесь регулирует электромагнитный клапан. Регулирование производится по многопараметровой характеристике. Изменение сопротивления амортизаторов напрямую зависит от состояния дорожного покрытия и тех характеристик демпфирования, которые задаёт водитель из салона автомобиля.

Сама система Adaptive Chassis Control воспринимает сигналы от четырёх датчиков ускорений, расположенных на каждом колесе автомобиля, и трех датчиков ускорений кузова. В результате производится изменение основных характеристик амортизаторов в соответствии с рассчитанной интенсивностью демпфирования колебаний.

При этом амортизаторы работают на ходах сжатия и отдачи как полуактивные компоненты [2].

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспорте

Стоит также отметить подвеску Audimagneticride. Данная подвеска получила широкое применение на автомобилях премиум класса марки Audi и Cadillac. Система подрессоривания кузова включает в себя амортизаторы с магнитно-реологической жидкостью.

Функционирования амортизаторов базируется на магнитно-реологическом эффекте. Эта жидкость представляет собой высокодисперсную суспензию из основанного на углеводороде синтетического масла, в которое были введены мягкие магнитные частицы.

Мельчайшие магнитные частицы выравниваются по направлению линий действий магнитного поля. Это изменяет усилие протекание жидкости внутри амортизатора, тем самым изменяя его жёсткость [1].

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспорте

Также в данной работе хочется отметить современные тенденции в развитии адаптивных подвесок автомобиля. Одной из таких подвесок является активная подвеска транспортного средства с электромагнитным клапаном управления.

В подвеске содержится упругий элемент 1, амортизатор 2, силовой цилиндр 3, который установлен параллельно подвеске и соединяет колесо 4 с подрессоренной массой 5, электромагнитный клапан управления 6, генератор возмущающих колебаний 7, блокирующее устройство 8, датчик давления 9, нагнетающий насос 10, бак 11, предохранительный клапан 12 и соединительные трубопроводы.

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспорте

Генератор колебаний 7, воздействуя на электромагнитный клапан управления 6 с частотой, которая равна собственной частоте, но работает в противофазе колебаниям кузова, тем самым соединяет нагнетательную магистраль гидронасоса с нужной полостью силового цилиндра, тогда как противоположная полость объединяется со сливной магистралью, и наоборот. Система может включаться в противофазе, благодаря датчику и блокирующему устройству 8. В соответствии с той частотой, которая была задана, силовой цилиндр воздействует на упругий элемент 1, тем самым уменьшая итоговое воздействие на кузов транспортного средства. Данный вариант адаптивной подвески численно рассчитан. Результаты явно показывают, что силовой цилиндр, который используется в этой подвеске, уменьшает амплитуду колебаний кузова [3].

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспорте

Стоит также отметить адаптивную подвеску с шарнирным параллелограммом, соединяющим кузов автомобиля с колесом через подшипник [4]. Она относиться к подвескам с электромагнитным управлением.

Но существуют подвески, такие как адаптивная независимая подвеска безрельсовых транспортных средств, которая основана на законах механики, без использования электроники. Основными элементами данной подвески являются рабочие стержни.

Регулирование демпфирования в подвеске АТС является достаточно важным процессом, позволяющим сделать более эффективной работу амортизатора и подвески в целом.

  1. Конструкции современных применяемых адаптивных подвесок автомобиля весьма схожи, главное их различие в принципе действия демпфирующих элементов (амортизаторов).

Многие учёные и изобретатели РФ работают над созданием новых конструкций и алгоритмов для современных адаптивных подвесок автомобиля. Анализ рассмотренных в статье патентов показал, что их идеи вполне жизнеспособны.

Источник: http://nauka-rastudent.ru/28/3354/

Устройство и принцип работы адаптивной подвески

Адаптивная подвеска, как и любая другая система подрессоривания, представляет собой совокупность узлов и механизмов, которые обеспечивают комфорт и безопасность передвижения водителя и пассажиров.

От качества подвески зависят управляемость и устойчивость автомобиля, а также срок службы других узлов и механизмов.

Поэтому все чаще автолюбители делают выбор в пользу регулируемой подвески, которая подстраивается под любой тип дорожной поверхности.

Принцип работы

Адаптивной подвеской называют такой тип подвески, которая автоматически изменяет свои характеристики (адаптируется) во время движения. Сразу отметим, что активная подвеска – это общее определение, а адаптивная система подрессоривания является ее разновидностью.

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспортеДля успешной работы системе необходимо собрать информацию о текущих условиях движения автомобиля – этим занимаются различные датчики и сенсоры.

В анализируемую информацию входят тип дорожной поверхности, положение кузова, параметры движения, стиль управления автомобилем и другие данные (зависит от разновидности адаптивного шасси).

Далее в работу вступает электронный блок управления, который за доли секунды анализирует данные, полученные от датчиков, и отправляет управляющие сигналы на исполнительные устройства – активные стойки амортизаторов и стабилизаторы поперечной устойчивости. В результате механизм мгновенно подстраивается под конкретные условия.

В случае получения команды от блока ручного управления подвеской система подрессоривания начнет адаптироваться под выбранный водителем режим. Обычно используется три режима работы подвески: нормальный, комфортный и спортивный.

Элементы адаптивной подвески

Адаптивная подвеска обычно включает в себя следующие элементы:

  • электронный блок управления подвеской;
  • регулируемые стабилизаторы поперечной устойчивости;
  • активные (регулируемые) стойки амортизаторов;
  • датчики (ускорения кузова, неровной дороги, дорожного просвета и другие).
Читайте также:  Как избавиться от наводок в аудио системе - свист, шум из динамиков

Автопроизводители могут применять различные системы подрессоривания, при этом их общий принцип действия всегда одинаков.

Электронный блок управления

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспортеЭлектронный блок управления с датчиками

Электронный блок управления – элемент системы, управляющий режимами работы подвески. Данный элемент анализирует информацию с датчиков либо получает сигнал от блока ручного управления, которым управляет водитель. Соответственно, в первом случае корректировка происходит автоматически, а во втором – в ручном режиме.

Регулируемый стабилизатор поперечной устойчивости

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспортеДанный элемент меняет степень своей жесткости по сигналу от блока управления. Стабилизаторы поперечной устойчивости включаются в работу при маневрировании автомобиля. Адаптивная подвеска использует этот компонент для уменьшения крена кузова автомобиля. Современные системы управления подвеской получают, анализируют и отправляют сигналы к исполняющим механизмам за миллисекунды. Это позволяет мгновенно менять настройки подвески.

Активные (регулируемые) стойки амортизаторов

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспортеЭтот элемент оперативно реагирует на тип дорожного покрытия и режим движения автомобиля, изменяя степень жесткости системы подрессоривания. Различают активные стойки амортизаторов с электромагнитным клапаном, а также с магнитно-реологической жидкостью. Первый вид стоек изменяет жесткость подвески с помощью электромагнитного клапана, который имеет переменное сечение. Само сечение меняется в зависимости от напряжения, которое подает электронный блок управления. Второй вид активных стоек амортизаторов заполнен специальной жидкостью, которая изменяет вязкость за счет воздействия электромагнитного поля. Сопротивление прохождению жидкости через клапана амортизатора увеличивает жесткость подвески.

Датчики

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспортеДатчики адаптивной подвески – это устройства, предназначенные для измерения различных величин и отправки информации в электронный блок управления. Датчик ускорения кузова постоянно оценивает качество дороги и срабатывает при раскачке кузова автомобиля. Датчик неровной дороги реагирует на неровности дорожной поверхности, отправляя сигнал при вертикальных колебаниях. Благодаря этому сенсору электронный блок управления своевременно «узнает» о прохождении неровности.  Датчик положения кузова связывается с системой управления при различных маневрах автомобиля (ускорении, торможении), когда задняя часть автомобиля становится ниже передней и наоборот.

Основные отличия

Стандартная подвеска, которая устанавливается на бюджетные автомобили, ограничена в своих возможностях: она обеспечивает машине хорошую управляемость на трассе либо комфорт на неровной дороге.

Адаптивная подвеска имеет два главных отличия от стандартной – это приспосабливание к текущему дорожному покрытию и стилю вождения. Это подвеска нового уровня, представляющая собой систему со множеством датчиков и активных механизмов.

При движении на автомобиле с адаптивной подвеской водитель может и не заметить изменение качества дороги.

Данный тип регулируемой подвески нельзя назвать инновацией, так как эта сложная конструкция устанавливается на автомобили не первый год. Однако совсем недавно автопроизводителям удалось сделать ее компактнее, при этом увеличив функционал. Усовершенствование этой части автомобиля также позволило уменьшить крен кузова и улучшить маневренность.

Преимущества и недостатки

Преимущества адаптивной подвески:

  • лучшие ходовые качества автомобиля;
  • комфорт и безопасность водителя и пассажиров при движении.

Главный недостаток адаптивной системы подрессоривания — ее цена. Ее наличие может на порядок увеличить изначальную стоимость автомобиля. При этом владельцы машины с таким типом подвески должны помнить, что в дальнейшем увеличится и стоимость ее обслуживания.

Применение

Наибольшее распространение получили адаптивные подвески с электромагнитным клапаном в активных стойках амортизаторов. Такая совокупность механизмов устанавливается на автомобилях Opel,  Volkswagen, Toyota, Mercedes-Benz. Шасси с магнитно-реологической жидкостью большой популярностью не пользуется. Его можно обнаружить на автомобилях Audi, Cadillac и Chevrolet.

Производители активных подвесок не стоят на месте. Они комбинируют все имеющиеся варианты с целью улучшить их характеристики, а также уменьшить размер и массу. Главная задача – добиться уникальных настроек в каждый момент времени для каждого отдельного колеса.

Источник: https://TechAutoPort.ru/hodovaya-chast/podveska/adaptivnaya-podveska.html

Адаптивная подвеска

  • Адаптивная подвеска имеет систему автоматического управления, которая при помощи различных датчиков собирает данные о положении кузова автомобиля, качестве дорожного покрытия и параметрах движения, чтобы в результате подстроить параметры работы под конкретные условия, стиль вождения водителя или же выбранный им режим.
  • Главная и важнейшая задача системы управления адаптивной подвески — как можно быстрее определить условия движения и мгновенно скорректировать характеристики: изменить клиренс, степень демпфирования, геометрию подвески, а иногда даже изменить углы поворота задних колес.

На каждом амортизаторе располагалась сфера, разделенная мембраной на две части, в которых находится рабочая жидкость и подпирающий ее газ под давлением.

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспорте

Роль традиционных амортизаторов и пружин в такой конструкции выполняют специальные гидpoцилиндры и сферы-гидpoaккумуляторы с газовым подпором.

Принцип прост: изменяется давление жидкости — изменяются 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.

Первой гидропневматические стойки на своих автомобилях применила компания Citroen. А в 90-х годах состоялся дебют более совершенной гидропневматической подвески Hydractive, которую инженеры и по сей день продолжают модернизировать.

Она уже считалась наиболее совершенной из известных, поскольку при помощи электроники могла самостоятельно приспосабливаться к условиям движения: лучше сглаживать толчки, приходящие на кузов, бороться с кренами в поворотах, а также изменять клиренс в зависимости от скорости автомобиля и состояния дорожного покрытия.

Благодаря такой конструкции, чрезмерные крены кузова даже при резких маневрах исключены. Также, реализовано регулирование клиренса в зависимости от скорости автомобиля, что дает на больших скоростях повышение устойчивости движения. На данное время, это одна из самых совершенных адаптивных подвесок легковых автомобилей.

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспортеПодобно пневматической и гидропневматической подвескам, гидропружинная схема может регулировать положение кузова по высоте, изменять жесткость шасси, а также автоматически уменьшать клиренс на высокой скорости, повышая устойчивость автомобиля (см. видео).

Однако работает гидропружинная подвеска все же немного жестче пневматической и гидропневматической.

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспорте

Когда стереокамера и датчик поперечных ускорений распознают поворот, то система автоматически наклонит кузов на небольшой угол к центру виража. Это исключает эффект крена кузова в повороте, повышая комфорт для водителя и пассажиров (см. видео).

Впрочем, на деле положительный результат воспринимает скорее только пассажир. Поскольку для водителя крены кузова — это некий сигнал, благодаря которому он чувствует и предсказывает ту или иную реакцию автомобиля 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 над этой проблемой инженеры работают.

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.

С каждым годом данный вид подвески совершенствуется и модернизируется, с целью сделать передвижение на автомобиле как можно комфортнее и безопаснее. Я со своей стороны считаю это правильным, так как человек не всегда может предугадать что произойдёт с ним в определённый момент времени, в отличие от электронной системы.

Источник: http://www.autoscience.ru/blog/adaptivnaja_podveska/2017-05-04-175

Реализация адаптивных алгоритмов демпфирования в подвеске автомобиля путем использования регулируемых амортизаторов

Первыми гасителями колебаний на автомобильном транспорте были листовые рессоры. Они совмещали в себе одновременно упругие и демпфирующие свойства. Последние обеспечивались трением листов друг о друга и переводом за счет этого кинетической энергии в тепловую.

Стоит заметить, что этого демпфирования было вполне достаточно для успешного гашения вертикальных колебаний. Но время не стоит на месте, стали повышаться требования к комфорту и безопасности на автомобильном транспорте.

Стали использовать независимые подвески, которые требовали разделения демпфирующего элемента и пружин. Современная тенденция направлена на использование адаптивных алгоритмов в подвеске автотранспортного средства.

То есть, подвеска должна подстраиваться под дорожные условия в соответствии с пожеланиями водителя или в автоматическом режиме.

В данной работе будут рассмотрены конструкции регулируемых амортизаторов и амортизационных стоек.

  1. Типовая конструкция двухтрубного амортизатора

Для начала хочется осветить типовую конструкцию двухтрубного амортизатора. Современный амортизатор обеспечивает демпфирование за счет того, что прокачивает жидкость через рабочие каналы. Конструкция простейшего гидравлического телескопического амортизатора включает в себя цилиндр, заполненный маслом, и поршень, плотно входящий в него.

Цилиндр связан с неподрессоренной массой и прикреплен, как правило, к рычагу или опоре подвески. Поршень перемещается под воздействием штока, другим концом прикреплённого к кузову. Когда подвеска сжимается, шток перемещает поршень, способствуя прокачиванию жидкости через узкие каналы внутри цилиндра.

Энергия колебаний переводится в тепловую энергию за счет гидравлического сопротивления в каналах поршня.

На рис. 1. схематично представлено устройство двухтрубного амортизатора. Он состоит из рабочей полости А, поршня 6, установленного на нижнем конце штока 5, донного клапана 9 и направляющей 1 штока, которая также предназначена для установки уплотнения 3 и вместе с поршнем 6 отрабатывает изгибающие моменты, которые возникают при работе амортизатора.

Между цилиндром 7 и резервуаром 8 находится компенсационная полость С, которая примерно наполовину заполнена амортизаторной жидкостью.

Читайте также:  Как бороться с запотеванием стекол в автомобиле зимой: причины и способы убрать конденсат

Остальная ее часть служит для восприятия дополнительного объема жидкости вследствие её расширения при нагреве (температура может подниматься до +110 °С, а в тропическом климате до +200°С), так и объема жидкости, вытесняемой при выдвигании штока.

Жидкость в компенсационной полости должна достигать половины высоты, чтобы предотвратить попадание воздуха в рабочую полость через донный клапан при экстремальных условиях. Эти условия обычно возникают при сильных морозах (до -50°С), если шток выдвинут полностью.

Также стоит отметить наклонное расположение амортизатора в автомобиле, которое приводит к одностороннему понижению уровня масла в компенсационной полости.

Поэтому угол наклона двухтрубного амортизатора ограничен относительно вертикали, но он не должен превышать угол в 45°.

Это может произойти в случае полного хода сжатия зависимой подвески, если самые верхние точки крепления амортизаторов расположены близко [5].

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспорте

  1. Конструкции ипринцип действия управляемых амортизаторов

Для настройки амортизаторов более важными являются параметры клапанов, чем конструкция самого амортизатора. Как правило, многие фирмы пытаются упростить как конструкцию поршня, так и всего амортизатора в целом. Например, компания Ohlins в конструкции своих амортизаторов использует всего четыре стандартных диаметра поршня — 28, 36, 44 и 46 мм [2].

В целом все клапаны можно разделить на два типа — дроссели и клапаны, нагруженные пружинами.

Первый тип представляет собой каналы специальной формы и сечения, через которые протекание масла ограничивается только их гидравлическим сопротивлением.

Чтобы при сжатии и отбое жидкость могла проходить по разным каналам, они перекрываются перепускными клапанами, которые пропускают жидкость только лишь в одном направлении, но не оказывают при этом существенного собственного сопротивления.

Если подпружиненный клапан имеет сечение больше, чем сечение канала, главное сопротивление потоку создается усилиями пружин, перекрывающих канал. В современных амортизаторах их роль выполняет пакет пружинных шайб, надетых на шток вместе с поршнем. Задавая толщину, диаметр и число шайб в пакете, можно менять характеристику работы клапана.

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспорте

Зависимость усилий сжатия и отбоя от перемещения поршня и его скорости в целом считаются основными характеристиками амортизатора. Если зависимость усилия от хода может быть постоянной, то вторая зависимость более сложная и необходимая для процесса демпфирования: именно она формирует характер работы амортизатора и, в итоге, воздействует на управляемость автомобиля.

Параметры клапанов задают скоростную характеристику амортизатора. У дроссельного клапана особо выражена прогрессивная характеристика сопротивления — чем большее скорость движенияе поршня, тем больше усилие. При наличии пружинного клапана, наоборот, когда скорость увеличивается, тогда сопротивление потоку становится меньше, т. е.

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспорте

Передовыми компаниями в сфере развития регулируемых амортизаторов на сегодняшний день является следующие фирмы:

 Tokico. Амортизаторы Tokico используют сложные многоступенчатые клапанно-поршневые системы с регулирующим зазором. В их состав включён пятипозиционный перепускной клапан. Этот механизм может изменять усилия демпфирования колебаний как при отбое, так и при сжатии. Процесс его настройки простой, удобный и понятный [4].

 Rancho. Данные амортизаторы, как правило, используются на бездорожье. Регулировка амортизатора имеет пять ступеней жёсткости.

В каждом амортизаторе сконструирован простой механизм, который обеспечивает смещение клапана на повороте на одно из 5 делений.

Амортизаторы Rancho обладают переменным сопротивлением давлению, что позволяет менять жёсткость в зависимости от профиля дороги. Специальный датчик отслеживает скорость движения штока и выставляет нужные характеристики системы клапанов [1].

 Kony B. V. Эти амортизаторы не являются массовым продуктом. Регулировка жёсткости в них осуществляется на отбой. Это дает большие возможности настроить автомобиль под определенные дорожные условия и пожелания водителя. [6].

 Амортизаторы с магнитно-реологической жидкостью. Принцип действия данного амортизатора основан на магнитно-реологическом эффекте.

Данная жидкость представляет собой высокодисперсную суспензию из основанного на углеводороде синтетического масла, в которое введены мельчайшие мягкие магнитные частицы.

При протекании этой жидкости через амортизатор под воздействием магнитного поля меняется сопротивление жидкости, так как частицы выстраиваются вдоль действия силовых линий магнитного поля. Магнитно-реологическая жидкость позволяет расширить диапазон регулировок амортизатора [7].

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспорте

Источник: https://moluch.ru/archive/112/28499/

Адаптивная подвеска: принцип работы, достоинства и недостатки

Подвеска является одной из основных частей автомобиля. Качественная и правильно отрегулированная, она прибавит комфорта в поездках, сделает автомобиль более послушным в управлении, уменьшит вредные для остальных частей машины вибрации и толчки. Существует много различных типов подвесок, среди которых явно выделяется адаптивная подвеска либо как её называют — активная.

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспортеЧто собой представляет адаптивная подвеска?

Активной она названа потому, что амортизаторы способы подстраиваться под нужный темп езды в любой ситуации, или даже на ровной дороге.

Она представляет собой систему различных датчиков и активных элементов, отвечает за смягчение ударов от неровностей дороги и движения кузова автомобиля относительно колёс (торможение и разгон), выполняет общую функцию подрессоривания автомобиля. Производители комплектуют свои подвески разными датчиками:

Адаптивная подвеска может иметь гидравлический или пневматический принцип работы. Гидравлический тип более распространён на медленных и больших автомобилях, поскольку режим его работы относится к умеренному и такая система не в состоянии за доли секунды выставить нужную жёсткость.

Другое дело — гидравлика. Здесь уже присутствуют поршни, цилиндры, жидкость, система клапанов и прочего, что позволяет ей выдержать большие нагрузки, занимать меньше места, а также стать более производительной.

Типы активной подвески

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспортеАдаптивная подвеска, в зависимости от способа регулирования, степени демпфирования делится на подвеску с системой электромагнитных клапанов и с магнитно-реологической жидкостью внутри. Оба варианта применяются по сей день, но более распространён именно первый. Это обусловлено некоторыми причинами:

  1. Дешевизна;
  2. Более проста при обслуживании;
  3. Простая настройка;
  4. Требуется менее пристальный уход.

Принцип работы заключается в следующем. Разнообразные датчики воспринимают всю необходимую информацию, после чего передают данные в электронный блок управления.

Там информация обрабатывается, из чего компьютером делается вывод об определении нужной жёсткости амортизаторов в данной ситуации.

Во время подачи большого тока на электромагнитные клапаны, диаметр из проходимого сечения уменьшается, что, в свою очередь, повышает жёсткость подвески.

Подвеска со специальной жидкостью работает несколько иначе. Информацию, собранную датчиками, обрабатывает электронный блок управления, затем принимается решение для отдачи команды подачи напряжения, вот только уже не напрямую в электромагнитные клапаны, а в электромагнитное реле, встраиваемое в поршень.

В результате образуется магнитное поле, которое буквально управляет магнитно-реологической жидкостью.

Эта жидкость содержит в себе металлические частицы, которые под воздействием магнитных сил выстраиваются вдоль поля, соответственно — консистенция становится вязкая, а давление выше — уровень степени демпфирования возрастёт.

Подавляющее множество автомобильных компаний все чаще используют в своих конструкциях активную подвеску, причём каждый старается назвать разновидность стандартной технологии по-разному.

Комфорт

Несомненно, комфорт, полученный во время езды с адаптивной подвеской более высок в сравнении с другими типами подвесок. С такой системой вы будете полностью контролировать автомобиль даже в самых непредсказуемых ситуациях, к примеру, на сильном гололёде или бездорожье.

Мелкие или даже средние выбоины станут просто незаметными, а на поворотах крен кузова снизится до минимума, что обеспечит практически полностью горизонтальное положение авто даже при быстром повороте.

При всём этом даже не придётся следить за уровнем её регулировки и настройки, поскольку, блок управления сам решает, какую жёсткость применить для того или иного амортизатора.

Регулировка

Регулировка подвески может проходить несколькими способами как в ручном, так и автоматическом режиме.

Обычно на панели управления автомобиля имеются соответствующие центры управления, которые позволяют выбрать несколько режимов езды, к примеру: спорт, город, бездорожье и так далее, в этом случае БУ сделает все сам, без вмешательства пользователя.

Иногда возможно создание новых, и редактирование уже существующих режимов. Есть возможность отрегулировать подвеску механическим путём.

Источник: https://autodont.ru/suspender/adaptivnaya-podveska

Амортизаторы и стойки рейтинг и отзывы владельцев

Обзор адаптивных подвесок и систем демпфирования колебаний на автомобильном транспорте Адаптивная ходовая часть, называемая также полуактивной подвеской, относится к разряду активных подвесок, степень демпфирования амортизаторов которых способна изменяться, учитывая различные дорожные условия и предпочтения водителя. Под термином “степень демпфирования” подразумевается скорость затухания колебаний, зависящая от совокупности подрессоренных масс и характеристик амортизаторов. При создании адаптивных подвесок современной конструкции применяют два способа регулировки уровня демпфирования: • при помощи электромагнитных клапанов; • с использованием магнитно-реологической жидкости.

Если регулировка осуществляется при помощи электромагнитных клапанов, то ее основной принцип заключается в прикладывании электрического тока разной величины, который изменяет пропускное сечение клапана. Соответственно, чем больше значение тока, тем выше степень демпфирования амортизатора, поскольку проходное сечение клапана уменьшается. Если же водителю предпочтительней управлять автомобилем с более мягкой подвеской, проходное сечение клапана следует увеличить путем уменьшения тока, вследствие чего степень демпфирования амортизатора уменьшится.

На сегодняшний день амортизаторы с электромагнитными регулируемыми клапанами применяются в конструкции подвесок с адаптивными характеристиками достаточно широко:

Читайте также:  Как заменить задние тормозные колодки дисковых тормозов самостоятельно?

Принцип действия магнитно-реологической жидкости заключается в применении металлических частиц своем составе, которые под воздействием магнитного поля выстраиваются вдоль его линий.

Таким образом, амортизаторы, заполненные данной жидкостью, не имеют в своей конструкции традиционных клапанов, т. к. их роль играют специальные каналы в поршне, по которым свободно движется жидкость. Помимо этого, конструкция поршня подразумевает наличие электромагнитных катушек.

Для увеличения степени демпфирования амортизатора на катушки подается электрический ток, что приводит к выстраиванию металлических частиц вдоль магнитного поля и затруднению движения жидкости по каналам в поршне.

Следует отметить, что производители значительно реже прибегают к использованию магнитно-реологической жидкости. Данный принцип встречается в конструкции следующих адаптивных подвесок:

В качестве электроники, регулирующей степень демпфирования амортизаторов, используется система управлении, состоящая из входных и исполнительных устройств, подключенных к блоку управления. Что касается перечня входных устройств, применяемых для информирования системы управления, то он включает в себя:

• датчики ускорения кузова; • датчики дорожного просвета; • переключатель режимов работы.

Судя по названию, предназначение переключателя режимов работы заключается в регулировке степени демпфирования адаптивной подвески. Датчик клиренса необходим для фиксации величины хода подвески на режимы сжатия и отбоя. Датчик ускорения кузова, соответственно, снимает данные по степени ускорения автомобиля в вертикальной плоскости.

В действительности, выше приведена принципиальная схема работы подвески, т. к. существуют различные исполнения как информативной, так исполнительной ее составляющей, состоящей из различного количества датчиков и других устройств.

Яркий тому пример — подвеска DCC от Volkswagen, обладающая двумя датчиками клиренса и ускорения спереди и по одному аналогичному устройству сзади.

Поступившие информирующие сигналы на блок управления проходят обработку предустановленным программным обеспечением, после чего отправляется регулировочный сигнал на исполнительные устройства, коими являются электромагнитные клапаны, либо электромагнитные катушки. В реальных условиях система управления работой адаптивной подвески взаимодействует с другими системами автомобиля (ABS, система управления двигателем, ESP и др.), используя их данные для максимально точной регулировки.

Водитель, управляющий автомобилем с адаптивной подвеской, может выбрать один из трех возможных режимов ее работы: нормальный, спортивный либо комфортный. В зависимости от выбранного режима, задается программа, регулирующая степень демпфирования амортизаторов.

Помимо непосредственно ускорения кузова, соответствующие датчики также информируют управляющий модуль о состоянии дорожного покрытия, поскольку степень раскачки кузова зависит от имеющихся на дороге неровностей. Система управления же настраивает характеристики амортизаторов, в соответствии с полученными данными.

Если говорить о датчиках дорожного просвета, то их задача – это отслеживание текущей ситуации во время движения, т. е. маневрирование, ускорение, торможение. Как известно, при ускорении автомобиля задняя часть кузова занижается, а при торможении напротив – передняя.

В связи с этим характеристики передних и задних амортизаторов будут значительно отличаться при обеспечении горизонтального положения кузова. Что касается маневрирования, то речь идет о поперечных кренах, т. е.

для оптимальной устойчивости на поворотах системе управления необходимо регулировать степень демпфирования левых, либо правых амортизаторов.

Таким образом, используя информацию, полученную от ряда датчиков, электроника задает для каждого амортизатора собственные параметры, благодаря чему обеспечивается максимальная комфортность вождения для каждого режима работы подвески.

Источник: https://www.avtoamort.ru/article/2013/adaptivnaya-podveska-opisanie-otlichitelnye-osoben/

Адаптивная подвеска — что это? Устройство и принцип действия

Она имеет также же другое название — полуактивная подвеска, и является дальнейшем развитием и разновидностью активной подвески, где амортизаторы изменяют свою степень демпфирования в зависимости от типа и состояния дороги или даже его отсутствия, различных параметров движения, стиля вождения водителя и его запросов.

Степенью демпфирования — это быстрота затухания колебаний, зависящая от сопротивления амортизаторов и габаритов и параметров подрессоренных масс. Современные устройства адаптивной подвески предоставляют два метода регулирования степени жёсткости — демпфирования амортизаторов: с применением электромагнитных клапанов и амортизатор, наполненные магнитно-реологической жидкостью.

О первом варианте — с электромагнитным регулировочным клапаном. При регулировании свойств подвески с его помощью, контролируется его проходное сечение в зависимости от того, какой величины тока подающегося на него.

Смыл в том, что чем больше напряжение тока, тем меньше так называемое проходное сечение клапана и тогда повышается степень демпфирования амортизатора – подвеска становится жесткой.

Или же наоборот, чем слабее напряжение тока, тем больше у клапана становится проходное сечение, как следствие становится ниже степень жёсткости, или демпфирования, и мы получаем мягкую подвеску. Регулировочный клапан инсталлируется к каждому амортизатору и может находиться как внутри, так и снаружи амортизатора.

Автомобильные амортизаторы с использованием таких электромагнитных регулировочных клапанов используются в механизмах адаптивных подвесок следующих брендов:* система Electronic Damper Control, EDC от фирмы BMW, которая идёт в «группешнике» с активной подвеской Adaptive Drive.

Об использовании технологии жидкости на магнитно-реологической основе

Суть применения этой технологии состоит в том, что в составе магнитно-реологической жидкости находятся металлические частицы, которые начинают из-за воздействия магнитного поля вокруг самого амортизатора, где они находятся, выстраиваться вдоль его линий.

В таких амортизаторах, заполненных жидкостью магнитно-реологического происхождения, нету привычных клапанов. Ни роль в поршне выполняют специальные каналы, которые помогают жидкости свободно циркулировать. В поршне также вмонтированы соленоиды — электромагнитные катушки.

При подаче напряжения тока на эти соленоиды жёсткие частицы в магнитно-реологическом «мокром» составе по линиям магнитного поля выстраиваются и создают мощное сопротивление жидкости, точнее её движению по каналам.

В результате чего достигается увеличение степени демпфирования, то есть подвеска становится жёстче, или наоборот — комфортнее. То есть машина имитирует управляемость спорткара, или любимого мягкого дивана на колёсах.

Применение магнитно-реологической жидкости в составе адаптивных подвесок используется гораздо реже. Итак, подобную подвеску выпускают:* General Motors — MagneRide для автомобилей Cadillac, Chevrolet, Например данной системой оснащаются Cadillac Seville STS ещё с первого поколения с 90х годов;

Как осуществляется регулирование жёсткости адаптивной подвески

Регулирование необходимой степени жёсткости подвески — демпфирования амортизаторов, обеспечивается ЭБУ системы. Она работает в одной упряжке с входными устройствами, блоком управления и исполнительными механизмами.

Систему управления адаптивной подвески при её работе дополняют такие входные устройства, как сенсоры клиренса автомобиля и ускорения кузова машины во всех направлениях, селектор режимов работы.

С помощью селектора — селектора режимов работы, выбирается нужная настройка степени демпфирования, то есть жёсткости адаптивной подвески. Сенсоры дорожного просвета отвечают за «фиксированность» величины хода подвески, причём как на сжатие, так и на отбой.

Сенсор ускорения кузова вычисляет «ускоряемость» кузова автомобиля по вертикальной плоскости, порой в некоторых моделях и в горизонтальной. Количество и перечень датчиков (сенсоров) различается в зависимости от конкретной модели, от конструкции адаптивной подвески.

В ЭБУ поступают сигналы от сенсоров, где в соответствии с конкретной заложенной программой и начинается их обработка и дальнейшее формирование основанная на них управляющих сигналов, которые уже поступают на исполнительные устройства, к таким как электрорегулировочные электромагнитные клапаны или соленоиды (электромагнитные катушки). Однако, блок управления продвинутых версий адаптивной подвески при своей работе активно взаимодействует также с остальными системами автомобиля. К примеру с такими, как усилитель рулевого управления, автоматика тормозной системы, автоматическая трансмиссия, система управления двигателем и другими.

Как правило, конструкция адаптивной подвески предусматривает три встроенных режима работы: это распространённый трио — нормальный, спортивный и комфортный. Ну а в некоторых случаях есть дополнительные режимы, скорее под-режимы, например нормальный, полуспортивный, и «настоящий» спортивный и т.д.

Водителем может выбирать режимы и управлять ими в зависимости от потребности. И естественно в новых подвесках каждый режим осуществляет регулирование степени жёсткости автоматически, то есть необходимого демпфирования амортизаторов в пределах установленных параметрических характеристиках.

Показания сенсоров ускорения кузова прямо зависят от качества дорожного покрытия. В итоге, на дороге чем больше неровностей, тем активнее кузов автомобиля раскачивается. В соответствии с этим «мозги» системы управления выбирают и настраивают степень жёсткости амортизаторов.

Роль сенсоров дорожного просвета состоит в отслеживании текущей ситуации при движении автомобиля — торможении, ускорении, поворотах. Например, при торможениях клюёт носом — передняя часть автомобиля всегда опускается ниже задней, а при ускорении – происходит всё наоборот.

Здесь принцип в том, что для обеспечения постоянного горизонтального положения кузова система регулирует уровень демпфирования амортизаторов спереди и сзади, которые будет различаться для каждой оси соответственно.

При поворотах же из-за воздействия инерционной силы одна сторона автомобиля всегда оказывается выше/ниже другой.

В этом случае «мозги» адаптивной подвески берут на себя обязанность раздельно регулировать и управлять правые и левые амортизаторы, то есть при правом повороте, когда правый бок стремится подниматься в воздух, то левые амортизаторы становятся жёстче. Чем и достигается устойчивость при прохождении поворотов.

Источник: http://reno.by/stati/251-adaptivnaya-podveska

Ссылка на основную публикацию