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

Рычаги

• 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.

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.

Вывод

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

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.