Адаптивная подвеска: устройство и принцип работы, плюсы и минусы

Содержание

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

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 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

active

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

active sa

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

Датчик ускорения

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.

Адаптивная подвеска, повышенный комфорт или головная боль

пневмоподвеска

Читать статью Замена рычага и пружин передней подвески в автомобиле

пневмоподвеска Со дня появления первого автомобиля инженеры ни на секунду не останавливаются в попытке создания идеального авто. При этом одной из главных задач, которая стояла перед великими умами, была разработка безопасной и универсальной подвески, способной подстраиваться под дорожные условия. И старания были вознаграждены. В 1954 году удалось выпустить первую машину, оборудованную гидропневматической (адаптивной) подвеской.

Назначение

Для чего нужна гидропневматическая подвеска? Инженеры создали адаптивный механизм, способный подстраиваться под покрытие и стиль вождения. Главные комплектующие устройства — гидропневматические узлы, отличающиеся повышенной упругостью. В роли элементов выступает рабочая жидкость и газ, находящиеся под давлением в предназначенных для них емкостях.

Адаптивная подвеска делает движения автомобиля плавными и при необходимости меняет положение кузова по отношению к дорожному покрытию. Гидропневматическая подвеска часто «смешивается» с другими видами подвесок. Яркий пример — автомобиль французской компании Ситроен C5. В нем сосуществуют две подвески — адаптивная и классическая МакФерсон (спереди) и многорычажный тип подвески сзади.

История

Как уже упоминалось, первое авто с адаптивной подвеской удалось создать в 1954 году, и уже через год новинка появилась на автосалоне Парижа. Конструкция узла произвела фурор среди знатоков автомобильного мира. Для тех времен машина с гидропневматической подвеской казалась чудом. Вне зависимости от числа пассажиров или заполнения багажника, авто сохраняло первоначальный клиренс и показывало плавность перемещения. Появилась возможность вывешивать колеса без применения домкрата.

Внимания заслуживала и функция, дающая возможность регулировать клиренс автомобиля. Для Франции с ее проселочными дорогами такая опция была весьма полезна. Адаптивная подвеска повысила уровень безопасности даже при движении по сильным ухабам.

Появление нового устройства стало началом пути. Инженеры компании Ситроен не остановились, и в 1989 году создали адаптивную подвеску Hydractive 1, которая применяется и сегодня. Преимущество новой конструкции — наличие электронной «начинки», позволяющей контролировать дорожную обстановку и адаптироваться под нее.

Прошло четыре года и машины марки Ситроен были оборудованы обновленной подвеской Hydractive 2. Еще через семь лет (в 2000 году) мир увидел адаптивную подвеску Hydractive 3. Новая конструкция отличалась уникальными характеристиками и была разделена с тормозной системой (во второй «части» тормоза и подвеска взаимодействовали друг с другом).

Гидропневматическая подвеска устанавливается не только на машины Ситроен. Новую технологию перехватили и такие бренды, как Роллс-Ройс, Бентли, Мерседес и другие. В последние 5-10 лет этот список пополнился рядом других моделей.

Устройство

Адаптивная подвеска состоит из группы узлов, каждый из которых несет свою функциональную нагрузку:

1. Гидроэлектронный блок (второе название узла — гидротроник). Задача устройства — подать требуемый объем рабочего состава и гарантировать необходимое давление. В данном узле объединены следующие элементы:

электрический мотор;
ЭБУ («мозги» адаптивной подвески);
аксиально-поршневая помпа;
электромагнитные клапаны, регулирующие клиренс автомобиля;
защитный клапан;
запорный клапан. Задача — защита кузова от снижения клиренса в нерабочем положении.

ЭБУ и ЭМ клапаны — узлы системы управления гидропневматической подвески.

2. Емкость для рабочей смеси расположена над гидроэлектронным узлом. В автомобилях с адаптивной подвеской Гидрактив 3 примеряется жидкость LDS, имеющая ярко оранжевый цвет. До этого использовалась зеленая жидкость LHM.

3. Стойка передней подвески — устройство, в котором объединены гидравлический цилиндр и гидропневматический упругий узел. Элементы конструкции соединены через клапан амортизации, который эффективно гасит колебания кузовной части.

4. Упругий узел, работающий на гидропневматическом принципе, представляет собой металлическую шарообразную конструкцию. Внутри расположена эластичная мембрана, над которой находится азот (сжатый газ). Под перегородкой содержится специальный состав, передающий давление системе. При этом газ, как наполнитель, играет роль упругого элемента.

В адаптивных подвесках серии Hydractive 3+ смонтировано по одному упругому узлу на колесо и по дополнительно шарообразной конструкции на каждую из осей. Использование упомянутых элементов — возможность расширить уровни регулирования жесткости подвески. При этом срок жизни специальных сфер — 200 тысяч километров пробега и более.

Гидравлические цилиндры — группа узлов, гарантирующих наполнение жидкостью упругих элементов, а также изменение высоты кузова по отношению к дороге. Главное устройство гидравлического цилиндра — поршень. Шток последнего объединяется со «своим» рычагом подвески. Гидравлические цилиндры, расположенные спереди и сзади, имеют идентичную конструкцию. Разница только в том, что задний узел расположен под небольшим углом к поверхности дороги.

Регулятор жесткости — узел, с помощью которого корректируется жесткость подвески. В его состав входят:

ЭМ клапан для непосредственной регулировки;
дополнительные клапана амортизаторов;
золотник.

Регулятор жесткости монтируется на обеих подвесках. При этом возможно два режима:

«мягкий» режим. В данном случае регулятор объединяет гидропневматические узлы таким образом, чтобы обеспечить оптимальное давление газа. При этом сам ЭМ остается без напряжения;
жесткий режим активируется, когда на узел подается напряжение. При этом задние цилиндры, стойки и вспомогательные сферы изолированы друг от друга.

Система управления адаптивной подвеской состоит из следующих узлов:

входные устройства. Сюда включается два механизма — переключатель режимов и группа входных датчиков. Последние преобразовывают снимаемые характеристики в электричество. Один из главных датчиков системы контролирует положение кузовной части (относительно поверхности) и угловой датчик руля.

В автомобилях марки Ситроен смонтировано 2-4 датчика позиции кузова. Что касается второго входного устройства (углового датчика руля), то он предает данные о скорости проворачивания и направлении рулевого колеса.

Специальный переключатель дает возможность регулировать жесткость и высоту кузова вручную;

Электромотор управляется блоком управления, меняет скорость вращения, производительность помпы и давление в системе. Адаптивная подвеска особенна наличием четырех ЭМ клапанов, регулирующих высоту. Первая пара поднимает переднюю подвеску, а вторая пара — заднюю.

Принцип действия

Элементы конструкции взаимодействуют по следующему алгоритму:

Гидропневматические цилиндры нагоняют жидкость к упругим элементам. Гидроблок держит под контролем давление и объем жидкости. При появлении колебаний жидкость проходит через клапан, что и гасит колебание.
Мягкий режим подразумевает объединение элементов друг с другом и создание максимального объема газа. На данном этапе происходит компенсация кренов и поддержание необходимого давления.
При необходимости включения жесткого режима к системе подается напряжение. После этого дополнительные сферы и стойки передней подвески разделяются между собой. В момент поворота жесткость меняется для каждого конкретно взятого узла. В процессе прямолинейного движения жесткость меняется.

Читать статью Магнитная подвеска автомобиля: Принцип работы Плюсы и Минусы

адаптивная

Альтернативные варианты

Гидропневматическая система из серии Hydractive — не единственная разработка. Компания Мерседес представила рынку похожую по принципу конструкцию — Active Body Control. Принцип действия почти идентичен. Гидроцилиндры поджимают пружины, происходит изменение давления, задается нужная позиция и жесткость.

Адаптивная подвеска была разработана и компанией Фольксваген. Ее название — aDaptive Chassis Control. Узел обеспечивает управление настройками через датчики и корректирует жесткость шасси.

Преимущества и недостатки

Гидропневматическая подвеска — не воплощение идеала. Она добавляет комфорта и удобства, но в ней имеют место и недостатки.

Преимущества:

возможность корректировки клиренса вручную повышает проходимость автомобиля, упрощает процесс парковки, выгрузки и погрузки, а также уборки транспортного средства;
наличие в некоторых систематической регулировки делает эксплуатацию удобнее;
повышение комфортабельности поездки, обеспечиваемой за счет плавности хода. Если верить отзывам, то машина как будто плывет по воде, а не движется по твердому покрытию;
подстройка под стиль вождения и покрытие на дороге.

Минусы адаптивных подвесок:

сложность конструкции, что сулит затратами на ремонт и удорожанием автомобиля при покупке;
надежность адаптивной подвески меньше, чем у классических конструкций.
Такой тип подвесок отличается «нежностью», поэтому требует правильной эксплуатации.

Итоги

Гидропневматическая (адаптивная) подвеска — прорыв в сфере автомобилестроения. С ее появлением удалось решить массу проблем с управляемостью, клиренсом и подстройкой под стиль вождения. Главной проблемой остается цена, из-за которой «бюджетные» производители все еще отдают предпочтение доступным подвескам.

Мировой рейтинг дорогостоящих автомобилей эксклюзивой сборки Каков рейтинг самых дорогих эксклюзивных авто в мире, стоимость и короткий обзор их технических параметров.

Руководство по замене передних и задних стоек на Lada 2109 Методология замены стоек на автомобиле ВАЗ 2109 и сущность диагностических мероприятий в отношении подвески.

Поднимаем авто с помощью гидравлики Многие неисправности автомобиля, возникающие на дороге, можно устранить самостоятельно. Но, к примеру, элементы подвески расположены достаточно низко, и, в случае поломки, до них довольно трудно добраться. Специальные эстакады, которые предоставляют доступ ко дну автомобиля — редкость на наших

История появления, а также преимущества и недостатки роботизированной коробки DSG В последнее время развернулась целая компания, связанная с предъявлением претензий к качеству продукции компании Volkswagen Group. Их суть заключается в требовании увеличить гарантийный срок на весь преселективный механизм КП, а не только на отдельные ее элементы. Попробуем разобраться в причинах

17-01-2014, 18:09 0 История появления, а также преимущества и недостатки роботизированной коробки DSG

Предназначение подвески автомобиля, её устройство и описание каждой составляющей. Подвеска автомобиля — это система подрессоривания, которая представляет собой связующее звено между шасси машины, куда она конструктивно входит, и самим кузовом. Она состоит из пружины, различных стабилизаторов, шарниров и амортизаторов. Данная часть машины выполняет функцию поглощения вибрации,

23-12-2013, 19:58 0 Предназначение подвески автомобиля, её устройство и описание каждой составляющей.

Что нового предлагает НПП «Система технологий» владельцам UAZ Patriot? Уазовцы провели рестайлинг популярного полноприводного вседорожника UAZ Patriot. Модернизация коснулась, прежде всего, трансмиссии и интерьера. Теперь машина имеет корейскую «раздатку» Hyundai, новую панель приборов и качественную отделку.

Особенности и принцип действия адаптивной подвески автомобиля

В случае с датчиками, жесткость упругих деталей и степень демпфирования регулируются автоматически. Но когда сигнал поступает в электронный блок от водителя, настройки меняются принудительно (по команде человека за рулем).

адаптивная подвеска в авто

Устройство подрессоривания машины – подвижно соединенная прослойка между кузовом и колесами. Механизм, обеспечивающий комфорт и безопасность передвижения экипажа авто, постоянно совершенствуется. Современные транспортные средства комплектуют регулируемыми конструкциями – это адаптивные подвески автомобиля. Рассмотрим составляющие части, достоинства и недостатки, а также виды прогрессивного подвесного оборудования.

Что такое адаптивная подвеска автомобиля

Есть разночтения в понимании, что такое активная подвеска автомобиля, и чем она отличается от адаптивного исполнения. Между тем, четкого разделения понятий нет.

Все гидравлические или пневматические подвески, управляемые кнопкой или регулировочной ручкой с салона, называются активными – это обобщающее определение. Единственная разница с адаптивным устройством – параметры в последнем меняются автоматически прямо в движении. То есть подвеска «сама по себе» меняет настройки. Это значит, что она является подвидом, вариацией гибкой активной ходовой части.

Адаптивная подвеска автомобиля собирает с помощью различных датчиков информацию о меняющихся ежесекундно внешних условиях, стиле и режиме вождения. И передает данные в блок управления. ЭБУ моментально изменяет характеристики подвески, подстраивает ее под тип дорожного покрытия: увеличивает или укорачивает клиренс, корректирует геометрию конструкции и степень гашения колебаний (демпфирование).

Что такое адаптивная подвеска автомобиля

Элементы адаптивной подвески

У разных производителей составляющие адаптивных систем могут видоизменяться. При этом остается стандартный набор элементов, присущий всем видам управляемых подвесок.

Электронный блок управления

В электронный «мозг» механизма стекается информация с датчиков либо сигналы с ручного блока – селектора, управляемого водителем. ЭБУ анализирует данные и выбирает режим и настройку отдельных функциональных частей подвесного приспособления.

Регулируемый стабилизатор поперечной устойчивости

Обязательный компонент адаптивной подвески состоит из стержня, стоек стабилизатора и крепежей.

Стабилизатор удерживает автомобиль от заносов, крена и опрокидываний в моменты маневрирования. Неприметная с виду деталь перераспределяет нагрузку между колесами, ослабляя или усиливая давление на упругие элементы. Эта способность делает подвеску полностью независимой: каждая автопокрышка самостоятельно справляется с препятствиями на треке.

Стабилизатор поперечной устойчивости включается в работу по команде ЭБУ. Время, затраченное на ответную реакцию, составляет миллисекунды.

Датчики

Сенсоры адаптивного подвесного оборудования собирают, измеряют и отправляют в электронный блок информацию об изменениях внешних обстоятельств.

Основные контроллеры системы:

ускорения кузова – предотвращают раскачку кузовной части;
неровной дороги – ограничивают вертикальные колебания автомобиля;
положения кузова – срабатывают, когда задняя часть машины проседает или поднимается выше переда.

Читать статью Ремонт ВАЗ 2106 (Жигули): Передняя подвеска

Датчики – самые нагруженные элементы автомобильной подвески, поэтому чаще других выходят из строя.

Активные (регулируемые) стойки амортизаторов

По конструкции стойки амортизаторов делят на два типа:

Системы с электромагнитным клапаном. В основу положена таких ЭМ-клапанов менять переменное сечение под воздействием напряжения, которое подает ЭБУ.
Устройства с магнитно-реологической жидкостью, изменяющей вязкость под действием электромагнитного поля.

Стойки амортизаторов оперативно меняют настройки ходовой при получении команды с блока управления.

Особенности адаптивнай подвески автомобиля

Принцип работы

Адаптивный вариант подрессоривания – сложнейший узел, принцип работы которого сводится к следующему:

Электронные датчики собирают и отправляют информацию о дорожных условиях в ЭБУ.
Блок управления анализирует данные, посылает команды исполнительным механизмам.
Стойки амортизаторов и стабилизаторы подстраивают характеристики под ситуации.

Когда команды идут от ручного блока управления, водитель сам выбирает режим адаптации: нормальный, комфортный либо «спорт».

Виды адаптивных подвесок

Гибкие механизмы подразделяются на виды, в зависимости от выполняемых задач:

влияют на жесткость упругих элементов;
вместе с жесткостью адаптируют дорожный просвет;
меняют положение стабилизаторов поперечной устойчивости;
контролируют кузовную часть относительно горизонтальной плоскости;
подстраиваются под манеру вождения владельца и состояние трассы.

Каждый автопроизводитель по-своему комбинирует контрольные функции ЭБУ.

На какие авто ставятся

Из диковинки второй половины прошлого века регулируемая ходовая постепенно переходит в разряд обыденных вещей. Сегодня прогрессивным устройством комплектуют недорогие корейские и японские машины.

Начало производству активных подвесок положил Citroen, внедрив в автомобильную конструкцию многорежимную гидропневматическую систему Hydractiv. Но тогда электроника была еще слабо развита, поэтому более совершенной стала легендарная Adaptive Drive концерна BMW. Затем последовала Аdaptive Chassis Control завода «Фольксваген».

Регулировка

Примерно представляя, по каким дорогам будет передвижение, водитель со своего места может сам настроить адаптацию. На скоростных магистралях лучше работает режим «спорт», на ухабистых полотнах – «комфорт» или «бездорожье».

Однако можно через управляющий блок внести изменения в отдельные элементы конструкции. При этом нетрудно собрать авторский пакет настроек и сохранить его в виде отдельного режима.

Неисправности

Чаще всего ломаются непрерывно работающие датчики: подводят механические считывающие устройства. В целом надежные амортизаторы дают течь.

Но самая проблемная – пневмоподвеска. В системе выходят из строя компрессоры, подтекают пневмобаллоны, ржавеют магистрали.

Ручной и автоматический режимы работы пневмоподвески

Преимущества и недостатки

Ограниченные возможности в стандартных вариантах подвесок компенсируются и преумножаются в активных конструкциях.

Механизм нового уровня (хотя уже и неинновационный) обещает автовладельцу многие блага:

отличную управляемость на любых скоростях;
надежную устойчивость транспортного средства на сложных дорожных покрытиях;
беспримерный уровень комфорта;
отменную плавность хода;
безопасность передвижения;
возможность самостоятельно регулировать параметры ходовой, смотря по обстоятельствам.

Подвеска была бы идеальной, если бы не некоторые минусы устройства: