Активная подвеска современного автомобиля

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:

Амортизатор
  • степень демпфирования;
  • жесткость подвески
Упругий элемент
  • жесткость подвески;
  • высота кузова
Стабилизатор поперечной устойчивости
  • 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.

Принцип работы активной подвески современного автомобиля и основные её элементы

Во время передвижения водитель хочет получать только комфорт и полное наслаждение, что не удивительно. В связи с этим возникает вопрос, какую подвеску лучше покупать, жесткую или мягкую. После многочисленных исследований стало понятно, что мягкая подвеска пользуется большей популярностью у простых водителей, ценителей комфорта. Что касается более жесткой и спортивной, то она устанавливается только на скоростных автомобилях.

В последнее время конструкторы продвигают активную подвеску, она устанавливается практически на все современные транспортные средства. Ее главная особенность состоит в том, что водитель получает некий симбиоз мягкой и жесткой подвески. Во время передвижения подвеска автоматически подстраивается под стиль езды, может превращаться как в спорткар, так и мягкий седан. Стоит отметить, что подобная разработка устанавливается в большей части на премиум сегмент.

Для чего нужная такая подвеска

Каждый знает, что подвеска транспортного средства относится к важному и основному элементу. Без него невозможно представить современный автомобиль, получить удовольствие от передвижения. Более жесткая подвеска позволяет достигать минимального крена при прохождении поворота, резкого разворота. Более мягкий вариант позволяет получить плавность хода и комфорт. Конечно, при резком повороте могут возникнуть трудности, об этом не стоит забывать. Особенно в зимний период времени.

Подобные особенности и подтолкнули производителей выпускать активные подвески с различной конструкцией и назначением. Под приставкой «активная» следует понимать то, что элементы подвески способны самостоятельно подстраиваться под стиль вождения, менять основные параметры. При таком подходе удается получать не только комфорт во время передвижения, но и полную безопасность. Изменяющимися элементами являются амортизаторы, что не удивительно. Ведь от них зависит мягкость и жесткость подвески. Чтобы различать подвески, достаточно проехать небольшое расстояние. Даже неопытный водитель сможет ощутить основные особенности и отличия.

Из чего состоит активная подвеска

Как и любой механизм подвеска имеет несколько составных частей. Основой являются несколько амортизаторов, которые автоматически регулируют жесткость подвески. Без них невозможно получить должный эффект во время передвижения. Далее идут всевозможные упругие элементы, которые отвечают не только за жесткость, но и высоту кузовной части автомобиля.

Производители не обходятся без стабилизаторов поперечной устойчивости и рычагов различной длины. Все это необходимо для схождения колес и получения полного комфорта от вождения. Конечно, список может немного изменяться, все зависит от производителя. К основной функции элементов относят создание комфорта и безопасности во время передвижения.

Какие бывают активные подвески

Практически каждый автопроизводитель имеет в своем арсенале активную подвеску, что не удивительно. Ведь разработка получила большое количество положительных отзывов. Вот несколько разновидностей подвесок:

1. CDS – подобная подвеска устанавливается на автомобили Opel ;

2. ADS – подобная устанавливается на автомобили Mercedes-Benz;

3. AVS – подобную можно встретить на автомобилях Toyota ;

4. EDS – распространена на автомобилях BMW ;

5. DCC – используется на автомобилях Volkswagen .

Конечно, это не весь список, так как существует огромное количество автопроизводителей. Но эти являются эталоном, к чему стоит стремиться многим новичкам в сфере автомобилестроения. Стоит отметить, что функционал активной подвески может отличаться, это зависит от производителя. Ведь кто-то использует одни элементы, а кто-то другие.

Как работает подвеска

Вот мы и подошли к самому интересному. Подобная подвеска работает довольно просто, здесь нет ничего сложного. Во время подстройки активной подвески амортизатор настраивается в нескольких направлениях все зависит от механизма. Первый основан на использовании электромагнита, а второй на магнитно-реологической жидкости. Благодаря точной электронике можно регулировать жесткость амортизатора отдельно.

Современная подвеска имеет:

1. Гидропневматические элементы – позволяют менять высоту кузова и жесткость подвески в зависимости от пожелания водителя;

2. Пневматические элементы – создают жесткость подвески за счет давления. Подобная схема пользуется большой популярностью.


Подобная подвеска устанавливается на многих автомобилях, независимо от ценовой категории. Водитель получает не только комфорт во время передвижения, но и полную безопасность. К главному недостатку относят высокую стоимость ремонта.

Активная подвеска

Устанавливаемая в современных автомобилях подвеска является компромиссом между комфортом, устойчивостью и управляемостью. Подвеска с повышенной жесткостью, гарантирует минимальный уровень крена, соответственно гарантирует комфорт и устойчивость.

Поэтому автоконцерны стремятся разрабатывать новейшие конструкции активной подвески.

Термин «активная» подразумевает такую подвеску, основные параметры которой изменяются в процессе эксплуатации. Внедренная в нее электронная система позволяет изменять нужные параметры в автоматическом режиме. Конструкцию подвески можно разделить по ее элементам, у каждого из которых изменяются следующие параметры:

Элемент подвески Изменяемый параметр
Амортизатор степень демпфирования;
жесткость подвески.
Упругий элемент жесткость подвески;
высота кузова
Стабилизатор поперечной устойчивости жесткость стабилизатора
Рычаги длина рычага;
схождение колес

Некоторые типы конструкции используется воздействие сразу на несколько элементов. Чаще всего в активной подвеске применяются амортизаторы с изменяемой степенью демпфирования. Такая подвеска имеет название адаптивная подвеска. Часто данный тип именуется полуактивной подвеской, ввиду того, что в ней не присутствуют дополнительные приводы.

Для изменения демпфирующей способности амортизаторов, задействуются два метода: первый — применение электромагнитных клапанов, а также наличие специальной жидкости магнитно-реологического типа. Ею наполнен сам амортизатор. Управление степенью демпфирования каждого амортизатора индивидуально и осуществляется электронным блоком управления.

Известными конструкциями подвески вышеописанного адаптивного типа 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).

Вариант активной подвески, в которой реализованы специальные упругие элементы считается наиболее универсальным. Он позволяет постоянно поддерживать необходимую высоту кузова и жесткость системы подвески. Но с точки зрения конструктивных особенностей, она более жесткая. Стоимость ее значительно выше, как и ремонт. Помимо традиционных пружин в ней установлены гидропневматические и пневматические упругие элементы.

Подвеска Active Body Control, ABC от Mercedes-Benz регулирует уровень жесткости с использованием гидропривода. Для его работы в стойку амортизатора под высоким давлением нагнетается масло, а на соосно расположенную пружину воздействует гидравлическая жидкость.

В основу пневматической подвески входит пневматически упругий элемент. Благодаря ему становится возможным изменение высоты кузова относительно дорожного полотна. Давление нагнетается в элементы посредством специального электродвигателя с компрессором. Жесткость подвески при этом изменяется с помощью демпфируемых амортизаторов. Именно по такому принципу и создана подвеска Airmatic Dual Control от Mercedes-Benz, в ней используется система Adaptive Damping System.

Элементы гидропневматической подвески позволяют регулировать высоту кузова и жесткость подвески. Подвеска регулируется с помощью гидропривода высокого давления. Гидросистема работает от электромагнитных клапанов. Одной из современных примеров такой подвески считается система Hydractive третьего поколения, устанавливаемая на автомобили производства компании Citroёn.

К отдельной категории подвесок активного типа относят конструкции, в составе которых присутствую стабилизаторы поперечной устойчивости. Они в данном случае и отвечают за жесткость подвески. Двигаясь прямолинейно, стабилизатор не включается, ходы подвески увеличиваются. Таким образом, управляемость на неровной дороге улучшается. При выполнении поворотов или стремительном изменении направления движения, жесткость стабилизатора увеличивается, тем самым предотвращается возникновение кренов кузова.

Наиболее распространенными видами подвески являются:

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

Интересный вариант активной подвески устанавливается на автомобили Hyundai. Это система активного управления геометрией подвески (Active Geometry Control Suspension, AGCS). В ней реализована возможность изменения длины рычагов. Они влияют на показатели схождения задних колес. При движении прямо и выполнении маневров на небольшой скорости, система подбирает минимальное схождение. При выполнении маневров на большой скорости приводит к увеличению схождения, благодаря чему улучшается управляемость. Система AGCS взаимодействует с системой курсовой устойчивости.

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.

Общий вид адаптивной подвески

Для 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).

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

Электронный блок управления

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

Данный 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

Этот 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 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. Это позволит поднять комфорт и безопасность еще на одну ступень, а также улучшить управляемость и устойчивость автомобиля.

mrbordos › Блог › Виды подвесок автомобилей.

Двухрычажная подвеска с коротким верхним и длинным нижним рычагами обеспечивает минимальные поперечные перемещения колеса (вредные для боковой устойчивости автомобиля и вызывающие быстрый износ шин), а также незначительные угловые перемещения при ходе вверх и вниз.
Конфигурация поперечного рычага позволяет каждому колесу независимо воспринимать неровности и оставаться более вертикальным на поверхности дороги. А это означает лучшее сцепление с дорогой.

Подвеска МакФерсона, названая по имени инженера Эрла Макферсона, разработавшего её в 1960 году, представляет собой подвеску колеса, состоящую из одного рычага, стабилизатора поперечной устойчивости и блока из пружинного элемента и амортизатора телескопического типа, называемого качающейся свечой, в связи с тем, что он закреплен в верхней части к кузову при помощи упругого шарнира и может качаться при движении колеса вверх-вниз.

Кинематически схема менее совершенна, чем подвеска на двух поперечных или продольных рычагах: что при большом ходе подвески развал (угол наклона колеса к вертикальной плоскости) будет меняться, и тем больше, чем больше ход подвески. Но в связи с технологичностью и дешевизной данный тип подвески получил очень большое распространение в современном автомобилестроении.

Многорычажная подвеска несколько напоминают двухрычажную подвеску и имеют все ее положительные качества.

Эти подвески более сложны и боле дороги, но обеспечивают большую плавность хода и лучшую управляемость автомобиля. Большое количеств элементов — сайлент-блоков и шаровых шарниров хорошо гасят удары при резком наезде на препятствия. Все элементы крепятся на подрамнике через мощные сайлент-блоки, что позволяет увеличить шумоизоляцию автомобиля от колес.

Применение многорычажной независимой подвески, которая главным образом используется на автомобилях представительского класса, придает подвеске стабильный контакт колес с любым покрытием на дороге и четкий контроль автомобиля при изменениях направления движения.

Главные преимущества многорычажной подвески:

-Независимость колес друг от друга,
-Низкая неподрессоренная масса,
-Независимая продольная и поперечная регулировки,
-Хорошая недостаточная поворачиваемость,
-Хороший вариант для использования в схеме 4×4.
Главный недостаток современной схемы — сложность и, соответственно, цена. До недавнего времени ее применяли только на дорогих автомобилях. Теперь же она «удерживает» задние колеса даже некоторых машин гольф-класса.

Установка пневмоэлементов
На всех вышеописанных подвесках пневмоэлемент устанавливается по схожей схеме. Он одевается на шток аммортизатора через сальники, обеспечивающие герметичность системы. Место крепления пневмоэлемента к корпусу стойки также надежно герметизируется.

Задняя зависимая подвеска

Типичным представителем такой конструкции может служить задняя подвеска с цилиндрическими винтовыми пружинами в качестве упругих элементов. Как пример можно привести конструкцию задних подвесок классических «Жигулей». В этом случае балка заднего моста «подвешивается» на двух винтовых пружинах и дополнительно крепится к кузову при помощи четырех продольных рычагов. Кроме этого, для улучшения управляемости, уменьшения крена кузова в поворотах и улучшения плавности хода устанавливается поперечная реактивная штанга.

Основным недостатком этого типа подвески является значительная масса балки заднего моста. Этот показатель особенно возрастает, когда мост выполняется ведущим: приходится «нагружать» балку весом картера главной передачи, редуктора и т.п. А приводит все это к возрастанию так называемых неподрессоренных масс, из-за чего значительно ухудшается плавность хода и появляются вибрации.

Подвеска типа «Де Дион»

Стремясь как можно больше «облегчить» задний мост, инженеры многих автомобильных компаний начали применять подвеску типа «Де Дион», названную по имени своего изобретателя, француза Альберта Де Диона. Главное ее отличие — картер главной передачи теперь отделен от балки моста и прикреплен непосредственно к кузову. Теперь крутящий момент передается от двигателя автомобиля к ведущим колесам через полуоси, качающиеся на шарнирах равных угловых скоростей. Этот тип подвески может быть как зависимым, так и независимым. Нечто похожее применяется на внедорожных автомобилях, в конструкции передней подвески независимого типа.

Но несмотря на совершенствование конструкции, все зависимые подвески обладают одним и весьма существенным минусом: проявляется несбалансированное поведение автомобиля при старте и торможении. Машина начинает «приседать» при интенсивном разгоне и «клевать носом» во время торможения. Для устранения этого эффекта стали применять дополнительные направляющие элементы.

Полунезависимая задняя подвеска

Конструктивно она выполняется в виде двух продольных рычагов, которые соединены посередине поперечиной. Этот тип подвески применяется только сзади, но практически на всех переднеприводных автомобилях. Среди плюсов этой конструкции можно выделить легкость монтажа, компактность и небольшой вес, как следствие — уменьшение «неподрессоренных масс», и самое ее весомое достоинство — наиболее оптимальная кинематика колеса. Недостаток можно выделить всего один: такую подвеску можно применять только на неведущем заднем мосту.

Установка пневмоэлементов
В случае если пружина и аммортизатор конструктивно установлены отдельно друг от друга, пружина просто заменяется на пневмоэлемент с проставками необходимой толщины. Проставками подбирается минимальный и максимальный дорожный просвет автомобиля.
Если пружины с аммортзаторами собраны в единый узел, наподобие передней стойки, то пневмоэлемент устанавливается так же, как и на передней подвеске — одевается на шток аммортизатора.

Подвески грузовых автомобилей

Одна из первых и наиболее распространенных конструкций зависимой подвески — с продольными или поперечными рессорами и гидравлическими амортизаторами. Ее до сих пор применяют на грузовиках, коммерческих автомобилях и на некоторых моделях внедорожников. Это наиболее простой вариант решения задней подвески: мост «подвешивается» на продольных рессорах, закрепленных в кронштейнах кузова. Кроме этого, к балке заднего моста крепятся амортизаторы. В такой конструкции рессоры выполняют также функции направляющих элементов, то есть связывают колесо с кузовом и определяют его кинематику.

Плюс зависимой задней подвески подобного типа — очевидная простота конструкции, правда, это имеет какое-либо серьезное значение только для производителя. На практике же рядового автомобилиста ожидают только минусы: недостаточная эффективность работы рессор, как направляющих элементов. При достижении высоких скоростей относительно «мягкие» рессоры оказываются не в состоянии придавать заднему мосту необходимое положение в пространстве, отчего сильно ухудшается сцепление шин с дорогой, и, как следствие, проявляется неудовлетворительная управляемость машины на высоких скоростях.

Подвески внедорожников и пикапов

Рассмотрим варианты подвесок на данный тип автомобилей подробней. Здесь присутствуют несколько видов подвесок:
-автомобили с зависимой передней и задней подвесками,
-автомобили с независимой передней и зависимой задней подвеской,
-автомобили с полностью независимой подвеской.
Разбирать устройство начнем с задней подвески. Наиболее распространенной задней подвеской внедорожников является рессорная или пружинная подвеска с жестким неразрезным мостом.

Упругая связь. Что нужно знать о современных видах автомобильных подвесок

Разбираем конструкции подвесок, использующихся на современных машинах. Чем они отличаются друг от друга?

Существует два схожих понятия, которые часто путают друг с другом: адаптивная и активная подвески. Но все проще, чем кажется. Активная подвеска — конструкция, позволяющая менять характеристики подвесок в ручном режиме (например, нажатием кнопки в салоне). А в адаптивной схеме все происходит автоматически (при помощи различных датчиков, камер и различных устройств). В любом случае цель у этих подвесок одна — улучшение управляемости и устойчивости автомобиля за счет изменения своих настроек под стиль вождения и определенные условия.

Подвеска с адаптивными амортизаторами

Простейший способ сделать подвеску адаптивной — изменить жесткость демпферов, управляя скоростью перетекания жидкости внутри каждого из них. Регулировать эту упругость бесступенчато позволяют две современные технологии: на основе электромагнитных клапанов (например, система EDC у BMW) и при помощи магнитореологической жидкости (на Ferrari F12berlinetta). Принцип работы адаптивных амортизаторов прост: электроника собирает информацию с большого количества датчиков и позволяет (вручную или автоматически) зажать или распустить тот или иной амортизатор на заданную степень и время. Амортизаторы переменной жесткости могут применяться практически в любой подвеске.

Гидропневматическая подвеска

Основное конструктивное различие гидропневматической подвески от конструкции на воздушных пневмобаллонах — отсутствие амортизаторов и использование гидропневматического упругого элемента. Последний представляет собой металлическую сферу, внутри которой находится сжатый газ (упругий элемент) и рабочая жидкость, интенсивность перетекания которой контролируется электромагнитными клапанами. Родоначальник такой схемы подвески — шасси Hydractive от “Ситроена”.

Гидропружинная подвеска

Гидропружинная — пожалуй, самая высокотехнологичная и совершенная адаптивная подвеска. Как видно из названия, она имеет пружину и гидроцилиндр, которые вместе с амортизатором спрятаны внутрь единой стойки. Получая данные от множества датчиков и камер, электронный блок управления подвеской в автоматическом режиме мгновенно реагирует на любые изменения дорожного полотна, условия движения, перемещения кузова и с максимальной точностью регулирует жесткость каждой гидропружинной стойки автомобиля.

Такая подвеска называется Active Body Control и устанавливается на флагманские автомобили компании Mercedes-Benz. Гидропружинное шасси в автоматическом режиме подстраивает свою работу и практически полностью исключает боковые заваливания кузова, благодаря функции “антикрен” (электроника автоматически наклоняет кузов автомобиля к центру поворота). Широкий диапазон контроля за действиями подвески позволил даже не использовать в конструкции традиционный стабилизатор поперечной устойчивости.

Адаптивный стабилизатор поперечной устойчивости

Такой стабилизатор в зависимости от условий движения автомобиля может как отключаться от работы подвески (прямолинейная езда), так и зажиматься (в поворотах), создавая дополнительную упругость всей конструкции. Адаптивный стабилизатор устанавливается на передней и задней осях, позволяя убрать лишние вибрации от колес, а также значительно повысить управляемость (в особенности крупных кроссоверов вроде Porsche Cayenne).

Подвеска на основе адаптивных задних рычагов

В компании Hyundai решили “оживить” заднюю подвеску своих автомобилей при помощи пары дополнительных рычагов с электроприводами на каждом колесе (Active Geometry Control Suspension). В зависимости от условий движения электроника контролирует множество данных и “играет” схождением колес. При прямолинейном движении подвеска имеет статичные настройки, а в повороте электроактуаторы доворачивают одно из задних колес, которое в этот момент находится под нагрузкой. Таким образом, инженеры добились для переднеприводного автомобиля практически нейтральной поворачиваемости (обычно характерна для полноприводных автомобилей).

Полноуправляемое шасси

Подвеска такого типа имеет на каждом колесе задней оси электромотор, который докручивает (до четырех градусов) колесо в определенную сторону (например, на Porsche 911 или Acura TLX). В частности, для лучшей маневренности на низких скоростях колеса поворачиваются в противофазу с передними, на высоких — в одну и ту же, а при резком торможении колеса и вовсе сходятся вместе, как ставит спортсмен лыжи, когда ему нужно притормозить.

Хотите еще больше новостей, фото и видео об автомобилях? Подписывайтесь на нас в Facebook, Вконтакте, YouTube.

Адаптивная подвеска автомобиля — что нужно знать?

Подвеска есть в любой без исключения машине. Это может быть простейшее устройство на основе рессор и пружин или продвинутая адаптивная подвеска построенная на гидравлических или пневматических элементах. Все они выполняют одну и ту же функцию – обеспечивают комфорт, управляемость и безопасность в поведении автомобиля на дороге.

Активной подвеска называется из-за ее возможности изменять свои характеристики под разные условия движения. Достигается это применением следующих компонентов:

  • специальных демпфирующих элементов;
  • регулируемого стабилизатора поперечной устойчивости;
  • системы датчиков, отслеживающих ускорение, угол крена, дорожный просвет;
  • электронного блока управления, анализирующего полученные данные.

    В основе амортизирующего элемента может быть использован пневмоэлемент или специальный гидравлический амортизатор, способный менять свою жесткость. Оба варианта получили широкое распространение на различных типах автомобилей.

В основе конструкции пневмоподвески лежат пневматические упругие элементы, установленные под каждым колесом. В действие их приводит компрессор, который изменяет в них давление в зависимости от выбранного режима движения. Такой тип подвески может выдерживать значительные нагрузки, приподнимать кузов автомобиля для увеличения клиренса на бездорожье или, напротив, опускаться с ростом скорости.

По комфортабельности такому типу подвески нет равных. Они нашли широкое применение в грузовых автомобилях, внедорожниках концерна Volkwagen, Land Rover, Mersedes-benz и машинах представительского класса.

Жидкостная адаптивная подвеска различается по принципу регулировки жесткости. Это может быть осуществлено с помощью электромагнитного клапана или применением специальной магнитно-реологической жидкости.

В первом случае настройка амортизатора осуществляется за счет изменения силы тока через специальный клапан, устанавливаемый внутри амортизаторной стойки. Подаваемый электрический ток изменяет проходное сечение между контурами амортизатора, увеличивая или уменьшая его жесткость. Регулировка может осуществляться как для каждого клапана отдельно, так и синхронно.

Такая схема популярна у автомобилей Toyota – Adaptive Variable Suspension

Система управления активной подвеской

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АКТИВНОЙ ПОДВЕСКОЙ

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.

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.

1. подрамник, 2. стабилизатор поперечной устойчивости, 3. стойка стабилизатора поперечной устойчивости, 4. продолный рычаг, 5. ступица колеса, 6. верхний поперечный рычаг, 7. передний нижний поперечный рычаг, 8. задний нижний поперечный рычаг, 9. корпус опоры колеса, 10. амортизатор, 11. винтовая пружина, 12. узел регулировки схождения

В оптическом датчике для определения углового положения используются светомодулирующий диск с чередующимися прозрачными и непрозрачными секторами. Диск располагается между светодиодом и фоторезистором. При перемещении (повороте) диска на фоторезисторе вырабатываются электрические импульсы, по которым определяется угол и скорость поворота вала. подвеска автомобиль паркование демпфирование

Современные автомобили уже способны самостоятельно парковаться, умеют увиливать от препятствий, экстренно тормозить. Но как они могут отвечать за Вашу безопасность в темное время суток или при ограниченной видимости, когда фары не могут осветить местность сквозь туман? Новый класс чувствительный оптических датчиков мог бы помочь в этом.

Исследователи из лаборатории Fraunhofer в Германии разрабатывают оптически датчики, которые будут устанавливаться между лобовым стеклом автомобиля и зеркалом заднего вида. Датчик собирает и анализирует изображение, определяя места с плохой видимостью, и помогает автомобилю при попытке паркования. Так же, как утверждают специалисты из Fraunhofer, датчик может определить плохие погодные условия, чтобы включить фары автомобиля, или противотуманные фары при сильном тумане, чтобы помочь другим автомобилистам заметить Ваше транспортное средство.

Некоторые дорогие немецкие автомобили уже оборудованы этими системами. Исследователи хотят разработать новые версии, которые смогут выполнять намного больше функций и позволят их на доступных автомобилях массового производства.

Система состоит из камеры, инфракрасного светодиода и двух датчиков с линзами Френели, которые более легкие и тонкие, но при этом имеют большую апертуру. Светодиод испускает световые волны, которые проходят в темноте, но рассеиваются в тумане, помогая автомобилю точнее определить погодные условия.

Но в этой системе есть одна проблема — линзы Френели. Как говорят немецкие специалисты, трудно захватит сигнал с такой широкой апертуры и послать его в компьютерную микросхему для обработки и анализа изображения. Как правило, в таких случаях используют оптоволоконные трубы, но датчик настолько мал, что это невозможно проделать. Для обхода этой проблемы группа ученых разработала специальную стеклянную оптику для направления сигнала. Они закрутили трубу так, что изгибы отражали луч на 90 градусов, что позволяет сделать систему меньших размеров и интегрировать ее с автомобилем.

Адаптивная подвеска

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.

Что 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:

  • Высоты дорожного просвета;
  • Искажения дорожного полотна;
  • Скорости автомобиля;
  • Напряжения в электронных модулях;
  • Степени демпфирования и другие.

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

Адаптивная 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.

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.

Ссылка на основную публикацию