Активная подвеска — что это такое? Как устроена? Описание
Подвеска является одним из тех узлов в автомобилях, который появился раньше всех – то есть кузов, тормоза, мотор и сама подвеска. Например, двери для автомобилей не сразу появились, потом во время эволюции они стали герметичнее, со стёклами, далее появились ручные стеклоподъёмники, а сейчас без электростеклоподъёмников нормальную машину представить нельзя! То же самое можно говорить о других некогда не совсем «важных» атрибутов и аксессуаров. Конечно, сейчас от той конструкции подвески почти не остался и следа, по крайней мере, в мире легковых авто, разве что грузовики и суперпрофессиональные джипы оснащаются подобными механизмами, так как никто для тяжёлых условий ничего не придумал. Перед легковушками же стоят другие задачи – обеспечить водителю и пассажирам одновременно комфортную, безопасную, а порой и спортивную езду.
Подвеска современных автомобилей является симбиозом одновременно бескомпромиссности и компромиссом между управляемостью, комфортной ездой и устойчивостью.
Термином «активная» означает подвеска, обладающая параметрами, которые могут изменяться под конкретные дорожные условия при его эксплуатации. Электронная составляющая в составе активной подвески даёт нам возможность управлять, изменять свойства не только автоматически, но и вручную. Механизмы активной подвески принято условно разделить по его элементам, свойства каждого изменяются следующим образом:
Если элементом подвески является Амортизатор, то его Изменяемый параметр, это степень демпфирования, то есть жёсткость подвески;
Если в качестве элемента подвески выбран Упругий элемент, то его Изменяемый параметр, это степень жёсткости подвески (демпфирования) и высота кузова автомобиля;
Если элементом подвески является Рычаги, то их Изменяемый параметр: длина рычагов и схождение колес;
Во множестве систем современных конструкций своих активных подвесок всё чаще производители применяют более одного вида воздействия на несколько элементов, а то и все!
Со временем в конструкциях своих активных подвесок производители решили давать предпочтение амортизаторам с регулируемой степенью жёсткости.
Этот вид активной подвески со временем получил своё другое известное, название – адаптивная подвеска, уже устоявшееся. Есть ещё название — полуактивная подвеска, так как в ее конструкции не применяются дополнительные приводы.
Чтобы регулировать жёсткость, или демпфирующую способность амортизатора, автопроизводители применяют два подхода – первый, применение электромагнитных клапанов в амортизаторных стойках и второй способ — применение специальных амортизаторов, наполненных магнитно-реологической жидкостью. Электроника регулирует степень демпфирования для каждого амортизатора индивидуально, чем и достигается более совершенная работа, благодаря различным характеристикам жёсткости подвески. Здесь поподробнее – программа автоматики с высокой степенью демпфирования отвечает за жесткую, спортивную подвеску, низкая степень – за мягкую подвеску, и соответственно настройка между ними это просто подвеска с обычными настройками. Наиболее распространёнными конструкциями адаптивной подвески на данный момент являются:
* система Electronic Damper Control, сокр.
EDC от фирмы BMW, которая идёт в «группешнике» с активной подвеской Adaptive Drive. Всё больше и больше моделей BMW оснащаются такой системой;
* Mercedes-Benz со своим детищем Adaptive Damping System, сокр. ADS, которое выпускается в составе известной пневмоподвески Airmatic Dual Control, как и в случае BMW, количество моделей, обладающими данной подвеской, растёт;
* Адаптивный механизм Continuous Damping Control, CDS от фирмы Opel – эту систему можно встретить как на Опелях, так и на их американских и австралийских двойниках, например таких, как Бьюик или Воксхолл;
* Адаптивную и умную систему AVS, то есть Adaptive Variable Suspension — , предлагает своим покупателям компания Toyota;
* и наконец, Volkswagen со своей не менее известной системой подвески Adaptive Chassis Control, DCC;
Вид активной подвески с регулируемыми упругими «ингредиентами» более универсальна, ибо позволяет постоянно поддерживать заданную высоту кузова и необходимую жесткость подвески.
Рассмотрим работу на примере мерседесовского детище. В активно-адаптивной подвеске Active Body Control, сокр. ABC, от Мерседес-Бенц жёсткость пружины может меняться с помощью гидравлического привода. Он под высоким давлением поддерживает нагнетание масла в амортизаторную стойку и его уровень в системе. А пружины, установленные соосно с амортизаторами, активируются гидравлической жидкостью гидроцилиндра. В итоге при комфортной езде система нам предоставляет мягкую подвеску, но стоит «зажечь» рулём, как подвеска становиться цельной и собранной «натурой», и повороты проходим быстро и практически без кренов!
Умная электронная система не только осуществляет управление гидроцилиндрами амортизаторных стоек, но и всеми системами, что ей дано контролировать (в зависимости от версии и «продвинутости» системы).
Она включает в себе блок управления и различные исполнительные механизмы — электромагнитные клапанов и минимум тринадцать различных датчиков, например, таких как положения кузова, давления, ускорения в продольном, поперечном и вертикальном направлении. Системе АВС практически полностью удаётся исключать крены кузова при самых различных условиях скоростного движения — поворотах, ускорениях, торможениях, а также контролировать положение кузова по высоте, то есть автомобиль начинает понижаться на одиннадцать мм, после того, как машина набирает скорость более чем 60-75 км/ч — дело в модели.
Пневматическая подвески имеет основу, который составляет пневматический упругий элемент. Он и есть тот важный элемент, который позволяет регулировать высоту автомобиля по отношению к поверхности дороги. В пневматических упругих элементах давление создаётся посредством пневматического привода, который имеет в своей основе электродвигатель и компрессор. А за изменение жесткости подвески отвечают амортизаторы с регулируемой степенью демпфирования, или же выражаясь простым языком – регулируемой жёсткостью.
Далее, гидропневматические упругие ингредиенты, что и есть один из важнейших элементов в таких подвесках, производители используют в гидропневматической подвеске, позволяющая изменять не только её жёсткость, но и высоту кузова. Делает система это не только следя за условиями движения, и в зависимости от этого давая команды, автоматически, но и в зависимости желаний водителя. Для этого можно оставить всё как есть, то есть доверится автоматике, а порой можно с помощью селектора самому выбрать нужный режим. Работу подвески происходит посредством гидравлического привода высокого давления. Гидросистема управляется электромагнитными клапанами. Одним их современнейших конструкций из мира гидропневматических подвесок является известная система Hydractive, устанавливаемая на модели Citroёn, которая уже насчитывает третье поколение и даже есть вариант 3+, то есть с расширенными и доработанными способностями.
Есть особая, отдельная группа среди версий активной подвески, в которых помимо всего вышеперечисленного изменяется также и жёсткость стабилизатора. Рассмотрим поподробнее — когда машина мчится в прямолинейном направлении – когда прямая или очень пологие изгибы, тогда стабилизатор поперечной устойчивости выключается полностью или частично. За счёт этого ходы подвески увеличиваются, неровности обрабатываются лучше, а это даёт высокую плавность и большую комфортность передвижения. При прохождении поворотов или внезапном изменении направления движения машины жёсткость стабилизаторов по команде электроник увеличивается пропорционально воздействующим на автомобиль силам, передающиеся на его подвеску, тем самым почти исключаются, или полностью предотвращаются крены кузова. Аналогичными системами активной стабилизации подвески можно считать Dynamic Drive от кампании BMW и тойотовскую систему Kinetic Dynamic Suspension System, сокр. от KDSS.
Есть ещё одна система из наиболее интересных механизмов в мире активных подвесок — это детище компании Hyundai.
- < Назад
- Вперёд >
Активная подвеска современного автомобиля
Комфорт в автомобиле для многих главней всего, но иногда хочется воплотить спортивный и комфортный тип езды в одном. Для этого инженеры создали активную подвеску. Расскажем о принципе работы и устройстве системы.Комфорт в автомобиле для многих главней всего, но иногда хочется воплотить спортивный и комфортный тип езды в одном. Для этого инженеры создали активную подвеску. Расскажем о принципе работы и устройстве системы.
Содержание статьи:
При посадке и недолгой езде в автомобиле любой человек в первую очередь задумывается о комфорте, жесткая ли подвеска или мягкая. Некоторые предпочитают мягкую подвеску, другие же любят спортивный вариант, но объединить несколько разнообразных подвесок в одной можно благодаря активной подвеске автомобиля.
Как результат, в зависимости от стиля езды и выбранной конфигурации автомобиль может превратиться как в спорткар, так и в элегантный, мягкий седан.
Каждый производитель имеет в своем арсенале подобный механизм, дорабатывают его по своему и как правило устанавливают на автомобили премиум класса.
Для чего устанавливают активную подвеску
Ходовая часть машины достаточно важный и основной элемент всей конструкции, но в каждой марке она устроена по-своему. Если же говорить более детально, то благодаря жесткой подвеске достигается минимальный крен автомобиля, в результате получаем хорошую устойчивость и управляемость на дороге. Обратно жесткой, мягкая активная подвеска задаст автомобилю плавный ход. Минусом будет опасность резких маневров, уменьшится управляемость и устойчивость машины.
Это и является причиной, почему многие производители стали разрабатывать активные подвески для своих автомобилей, различной конструкции и предназначения. Приставка «активная» говорит о том, что параметры подвески могут меняться во время её эксплуатации. Зачастую эти параметры можно менять автоматически. Чаще всего в такой активной подвеске используются амортизаторы с возможностью регулировки степени демпфирования.
Чаще такую подвеску тогда называют адаптивной или полуактивной, так как в ней не используют дополнительные приводы.
Для того, чтоб понять какова разница между обычной подвеской и активной, наверное, лучше проехать или хотя бы посмотреть со стороны. На неровной дороге такая подвеска достаточно хорошо заметна и отличается по работе. Даже не опытный водитель сразу почувствует отличие при езде в автомобиле.
Элементы активной подвески
Как и любой другой механизм, адаптивная подвеска состоит из нескольких составных. Основой всей подвески считаются амортизаторы, в данном случае они могут регулировать жесткости подвески. Далее в списке значится упругий элемент, он так же отвечает за жесткость и высоту кузова.
Если речь идет о жесткости, то не обойтись без стабилизатора поперечной устойчивости. Последними по списку можно считать рычаги, они могут быть разной длины и отвечают за схождение колес. В зависимости от производителя автомобиля этот список может меняться.
Вся суть деталей оптимально настроить подвеску под пожелания водителя. Чтоб создать максимальный комфорт во время поездки. Во всех активных подвесках используется воздействие на несколько элементов. Некоторые производители устанавливают спаренные элементы, чтоб максимально достичь заданного эффекта.
Системы активной подвески в различных автомобилях
С учетом современного прогресса технологий в сфере строения автомобилей, активной подвеской обзавелся почти каждый производитель. В каждой марке автомобиля активная подвеска названа по-своему:
- Continuous Damping Control (CDS) – Opel;
- ADS (Adaptive Damping System) – Mercedes-Benz;
- Adaptive Variable Suspension, AVS – Toyota;
- EDC (Electronic Damper Control) – BMW;
- DCC (Adaptive Chassis Control) – Volkswagen.
Но все же это еще не весь список, достаточно того, что с прогрессом автомобилей, производители меняют названия и дорабатывают уже существующие системы.
Такую отдельную группу можно сделать из систем:
- Dynamic Drive от компании BMW;
- KDSS (Kinetic Dynamic Suspension System) от Toyota.
Стоит понимать, что в зависимости от названия и назначения принцип работы у одного и того же производителя может отличаться, для этого рассмотрим более детально несколько активных подвесок от разных производителей. Как видим, один и тот же тип активной подвески может использоваться разными производителями. При этом механическая часть может быть устроена аналогично.
Принцип работы активных подвесок
Во время подстройки активной подвески способности амортизатора могут настраиваться в двух направлениях, зависимо от типа самого механизма. Первый это использование электромагнитных клапанов в стойке амортизатора. Второй вариант – применение магнитно-реологической специальной жидкости, чтоб наполнить амортизатор.
За счет электроники можно регулировать уровень демпфирования для каждого из амортизаторов отдельно.
Таким образом достигаются разные степени жесткости активной подвески автомобиля. Если степень демпфирования высокая, то подвеска будет жесткой, при низкой степени демпфирования подвеска наоборот будет мягкой.
Как уже говорили, существует уйма разнообразных активных подвесок у каждого производителя. Но все же адаптивная подвеска с регулировкой упругих элементов более универсальна. Она позволяет поддерживать заданную высоту кузова и при этом так же отдельно регулировать жесткость подвески. Если же рассмотреть конструкцию такой подвески, то он достаточно сложная. Для регулировки упругих элементов используются отдельные приводы.
В такой активной подвеске, в качестве упругого элемента инженеры решили использовать классические пружины, в сочетании с гидропневматическими и пневматическими элементами.
Активная подвеска ABC от Mercedes-Benz использует гидравлический привод для регулировки жесткости пружин. Он обеспечивает нагнетание масла под высоким давлением в стойку амортизатора, а гидравлическая жидкость гидроцилиндра в свою очередь воздействует на пружину, соосно установленную с амортизатором.
В свою очередь управление над гидроцилиндрами стоек амортизаторов осуществляет электронная система, с помощью 13 разных датчиков. Это и положение кузова автомобиля. Ускорение машины поперечное, вертикальное и продольное, а так же датчик давления. Так же сюда входит блок управления датчики исполнительных устройств в большей части электромагнитные клапаны.В результате работы активной подвески, система исключает различные крены кузова при разных условиях (поворот, торможение или ускорение). При этом стоит отметить, что достигнув скорости 60 км/час и выше, система понижает клиренс автомобиля на 11 мм., а для аэродинамического сопротивления это немалые показатели.
Как уже говорили выше, по типу элементов есть гидропневматические и пневматические. Гидропневматические элементы, как правило, используются в активной гидропневматической подвеске. Такой вариант подвески позволяет изменять жесткость и высоту кузова в зависимости от пожелания водителя и условий движения. В основе такой активной подвески лежит привод высокого давления на основе гидравлики.
Управление ж этим всем осуществляется за счет электромагнитных клапанов. Современную такую систему третьего поколения можно увидеть на автомобилях марки Citroen, под названием Hydractive. Проще говоря, работа такой подвески достигается за счет накачивания гидравлической жидкости (чаще всего это масло) в определенные механизмы.
Если же активная подвеска построена на пневматических, упругих элементах, то её относят к пневматической подвеске. Такие элементы обеспечивают регулировку клиренса кузова относительно дорожного покрытия. Благодаря пневматическому приводу (электродвигателю с компрессором) создается давление в пневматических элементах. Для того, чтоб отрегулировать жесткость подвески, инженеры решили использовать амортизаторы с возможностью регулировки степени демпфирования. Чаще всего такую подвеску можно встретить в автомобилях марки Mercedes-Benz, с маркировкой Airmatic Dual Control и адаптивной системой Adaptive Damping System.
Другими словами давление в подвеске регулируется за счет воздуха, который накачивается в определенные механизмы, если же есть где то пробоина в этих механизмах, то эффекта работы подвески не будет.
Автомобиль попросту сядет дном на землю. В сравнении с гидропневматической подвеской, обычная пневматика при поломке почти сразу остановит движение автомобиля.
Но как говорили можно выделить еще и третью группу активной подвески. В ней меняется жесткость стабилизатора поперечной устойчивости. За счет прямолинейного движения стабилизатор поперечной устойчивости попросту выключается, а за счет этого увеличивается ход подвески. Лучше отрабатываются неровности на дороге, в результате достигается плавность хода и высокий комфорт для водителя и пассажиров.
Если же автомобиль резко изменяет направление движения или входит в поворот, то жесткость стабилизатора увеличивается относительно воздействующих сил. За счет такой работы предотвращаются крены кузова. Это те самые активные подвески KDSS (Toyota) и DD от BMW.
Наверное, самой интересной на сегодняшний день можно считать подвеску от Hyundai, именуемую как AGCS (Active Geometry Control Suspension). Система активного управления геометрией подвески позволяет сменить длину рычагов, в результате изменится схождение задних колес.
Для того, чтоб сменить длину рычага применяется электронный привод.
Входя в поворот и ускоряясь по прямой, электроника делает схождение колес минимальным. При входе в поворот на высокой скорости или частой перестройке с полосы на полосу, схождение задних колес увеличивается. В результате автомобиль будет куда более устойчив и лучше управляемый.
Стоимость ремонта подвесок
Цена ремонта подвески зависит в первую очередь марки автомобиля. В частности, чем новей автомобиль, тем дороже его ремонт. Некоторые водители прибегают не к ремонту, а к частичной реставрации, вышедших из строя частей.
Зачастую выходят из строя активные части пневматической подвески, так как нагрузки во время маневров и перегрузок движения автомобиля никто не отменял, разве что если ездить максимально аккуратно и на близкие расстояния.
Стартовая цена ремонта начинается от 200$, а дальше нужно смотреть по деталям, которые вышли из строя. Пневмобалоны стоят порядка 150$, а пневмоамортизатор на Mercedes-Benz ML-Class 2005-2011 годов около 1100$.
Видео принцип работы активных подвесок:
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.
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.
04.10.2017
Фирма ClearMotion выведет активную подвеску в массы — Авторевю
Над созданием активной подвески для автомобилей инженеры работают очень давно. Такая система должна сохранять неизменное положение кузова вне зависимости от рельефа дорожного покрытия. Однако до сих пор подобные конструкции были очень дорогими и не использовались на массовых моделях.
Например, фирма Bose, известная акустическими системами, показала ходовой прототип на базе седана Lexus LS 400 еще в 1995 году: пружинную подвеску заменили торсионной, а амортизаторы — линейными электродвигателями, которыми через мощные усилители управлял компьютерный блок на основе информации от датчиков хода каждого из колес.
Подвеска работала как надо только на малой скорости и имела еще множество проблем, поэтому развития этот проект не получил.
В 1999 году вышел Mercedes S-класса с системой Active Body Control, у которого гидроцилиндры, вмонтированные в опоры каждой из пружин, могли в режиме реального времени приподнимать или опускать кузов над каждым колесом. Более свежая итерация под названием Magic Body Control отличается, по сути, только стереокамерой, которая считывает рельеф дороги перед машиной и передает эти данные блоку управления. В прошлом году активная подвеска появилась и у Audi A8, но устроена она иначе: вместо стабилизаторов установлены титановые торсионы, которые управляются электроникой по данным с фронтальной камеры и закручиваются в ту или другую сторону электромоторами через ременный привод и волновую понижающую передачу.
Революцию в этой области намерена совершить американская компания ClearMotion, образованная еще в 2009 году.
Изначально ее основатели планировали создать регенеративную подвеску, которая могла бы преобразовывать кинетическую энергию колебаний в электрическую, но быстро сменили направление работ и начали разрабатывать простую и относительно доступную активную подвеску. Сейчас ClearMotion располагает двумя подразделениями в Америке и одним в Англии, штат состоит из 185 человек, а для финансирования удалось привлечь 230 миллионов долларов.
Система фирмы ClearMotion отличается простой конструкцией и позволяет сохранить штатные упругие элементы и стабилизаторы, а доработка касается исключительно амортизаторов. К корпусу обычного телескопического амортизатора сбоку крепится дополнительный модуль Activalve, который фактически представляет собой выносной резервуар. Он включает электрогидравлический клапан и насос, который по команде блока управления реагирует на перемещение штока всего за пять миллисекунд. Идея проста: когда колесо опускается в яму на ходе отбоя, насос активно «помогает» ему идти вниз, а на ходе сжатия «втягивает» колесо вверх.
Фронтальной камеры в системе нет, зато электроника может запоминать рельеф дороги в облачном хранилище с привязкой к навигационной карте и при повторных проездах подвеска будет заранее готова к серьезным неровностям.
Экспериментальную подвеску еще два года назад вживили в серийный седан BMW пятой серии. На демонстрационном видеоролике он проходит змейку с минимальными кренами и неплохо сглаживает знакопеременные неровности — по сравнению с донорской машиной здесь колебания кузова уменьшены многократно, хотя полностью избавиться от них не удалось.
Теперь же руководство компании ClearMotion заявило, что в 2019 году их система появится на товарных автомобилях. Сначала это будут мелкосерийные модели, а спустя год подвеска появится и на массовых машинах. Каких? Пока это секрет: заявлено лишь, что речь идет о пяти крупнейших автомобильных концернах.
А еще компания обещает умеренную доплату за такую опцию, которая в случае начала массового производства должна стать еще меньше.
Активная подвеска автомобиля: что это такое
28 Ноя 2014 autofuct 894 НетПроизводители разных автомобилей, создали множество адаптивных подвесок, имеющих различные варианты реализации опций. Суть адаптивной или активной подвески заключается в ее способности подстроиться под условия на дороге. Кроме того по желанию, можно изменить жесткость этой подвески. Далее рассматриваются несколько вариантов этого типа подвески.
Система AVS используется в основном компаниями Toyota и Lexus, хотя в принципе она встречается на многих автомобилях, просто называется по разному.
BMW называет ее Adaptive Drive;
Porsche дал ей название Porsche Active Suspension Management или PASM;
Opel называет ее Continuous Damping Control или CDC;
Volkswagen назвал активную подвеску aDaptive Chassis Control или DСС;
Mercedes-Benz присвоил название этой системе Adaptive Damping System или ADS.
Устройство активной подвески
Сегодня распространены два способа реализации этого вида подвески:
Использование электромагнитного регулирующего клапана;
Использование магнитно-реологической жидкости.
При первом варианте, под действием электрического тока на клапаны, происходит увеличение или уменьшение проходных отверстий, что вызывает изменение жесткости подвески.
Второй вариант с жидкостью также основан на электрическом токе. В жидкости содержатся металлические частицы, выстраиваемые при действии электромагнитного поля в определенной последовательности, при этом изменяется сопротивление жидкости, она становится более густой, что изменяет характеристики амортизатора.
Magic body control
Адаптивная подвеска БМВ, названная Dynamic Drive, вместе с электронной системой которой регулируется жесткость амортизаторов, обеспечивают комфорт при езде. Переключателями водитель может выбирать вариант езды: нормальный, комфортный или спортивный.
Интересно реализована подвеска на моделях Opel, в виде систем CDC и IDS.
Благодаря им можно регулировать автомобильные стойки отдельно друг от друга. На новом поколении подвески FlexRide можно выбирать режим подвески нажатием кнопки.
Системой PASM Porsche, осуществляется связь компьютера и всеми стойки автомобиля, настраивая степень их жесткости и величину дорожного просвета. Благодаря ей производителем была решена главная проблема предыдущих авто серии 911, заключающаяся в непредсказуемом поведении автомобиля на поворотах.
DCC на автомобилях Фольксваген собирает информацию с нескольких датчиков о величине ускорения кузова и дорожного просвета, которая поступает на ЭБУ. При большем количестве неровностей на дороге, увеличивается жесткость активной подвески, для уменьшения качания кузова.
Adaptive Damping System, реализованная в пневмоподвесках Airmatic Dual Control контролирует жесткость амортизаторов и задает величину дорожного просвета основываясь на загруженности и скорости автомобиля.
АДАПТИВНАЯ ПОДВЕСКА.
Устройство и принцип действия активной подвески Можно сказать, что история становления адаптивной подвески берет свое начало в 50-х годах прошлого века, когда на автомобилях Citroen была использована гидропневматическая подвеска. Но не только французы отличились в этом деле – компания Mercedes-Benz тоже здесь была замечена. Сегодня же данным устройством, которое иногда еще называют активной подвеской, оборудуется все большее количество автомобилей. И как Вы уже, вероятно, догадались, в этой статье речь пойдет именно об этом устройстве…Адаптивная подвеска
Адаптивная подвеска обладает рядом преимуществ:
{typography list_number_bullet_green}1. Она приспосабливается к любому дорожному покрытию. Вообще в активной подвеске степень демпфирования амортизаторов зависит не только от состояния дороги, но и от стиля управления автомобилем и потребностей водителя;|| 2. Уменьшается крен кузова на поворотах;|| 3. Обеспечивается высокая маневренность автомобиля практически на любых скоростях.
{/typography}
Все вместе это делает поездку более комфортной и безопасной.
Сегодня адаптивная подвеска применяется на автомобилях BMW, Volkswagen, Audi, Toyota, Lexus, Opel и др. Так, например, BMW использует активную подвеску Dynamic Drive, в которой на заднем и переднем мостах применены активные стабилизаторы поперечной устойчивости. И когда автомобиль резко меняет направление движение, то стабилизаторы становятся более жесткими пропорционально поперечным силам, что препятствует появлению крена кузова.
На некоторых моделях Ауди используется активная подвеска Audi Magnetic Ride, в которой изменение жесткости амортизаторов происходит за счет магнитного поля. В масле амортизаторов перемещаются мельчайшие магнитные частицы, которые при появлении магнитного поля выстраиваются в ряд против направления хода амортизаторов, что позволяет менять их жесткость. Все это происходит в зависимости от дорожного покрытия в автоматическом режиме.
Компания Nissan внедряет в свои автомобили систему гидравлического контроля за передвижением кузова (Hydraulic Body Motion Control).
Как видите, каждый производитель имеет свой тип активной подвески, которая постоянно совершенствуется. Каждый использует свою технологию. Но даже не это самое главное, главное – это то, что они стремятся сделать автомобиль более комфортным и безопасным средством передвижения.
Активная подвеска — ее устройство
Современная адаптивная подвеска включает в себя:{typography list_number_bullet_green}1. Регулируемые амортизаторы. Они влияют на степень затухания колебаний подвески (демпфирование). Здесь же используется электромагнитный регулировочный клапан, который находится на амортизаторах, причем он может быть как снаружи их, так и внутри;|| 2. Систему управления, которая с помощью электронных устройств регулирует степень демпфирования амортизаторов.
В свою очередь эта система состоит из различных датчиков (дорожного просвета, ускорения кузова, клавиши настойки демпфирования), которые подают сигналы на электронный блок управления и уже оттуда – на регулировочные клапаны.
Так, например, датчик ускорения кузова адаптивной подвески срабатывает при движении по неровной дороге, когда кузов автомобиля начинает раскачиваться (хотя на самом деле он работает всегда, постоянно оценивая качество дорожного покрытия).
Датчик дорожного просвета отслеживает любые маневры автомобиля. Если, к примеру, машина замедляет движение, то передняя часть относительно задней всегда становится ниже. При ускорении происходит противоположный процесс. А вот для обеспечения большей устойчивости на поворотах активная подвеска раздельно регулирует правые и левые амортизаторы. {/typography}
Специальная клавиша настройки демпфирования, расположенная на панели приборов, позволяет водителю выбрать необходимый режим работы (нормальный, комфортный или спортивный).
Плюсы адаптивной подвески очевидны. Что касается минусов, то он заключается в высокой стоимости такого устройства.
Адаптивная подвеска, активная подвеска
Активная подвеска Audi A8 будет втягивать колёса — ДРАЙВ
Помимо замаскированных прототипов образ «а-восьмой» уже более-менее можно восстановить по фото- и видеотизерам (смотрите наш «Бонус»).
На снимках и в роликах уже мелькают части салона, оптика, боковины…
Новое поколение седана Audi A8 должно стать для марки настоящей витриной достижений. Так что во время премьеры 11 июля немцам придётся потратить немало времени на описание всех особенностей конструкции. Чтобы сэкономить силы, компания решила о многих моментах поведать заранее, причём в самых мельчайших деталях. Ингольштадт уже выпустил «серии» про силовую структуру кузова и стандартную для модели систему Mild Hybrid. А теперь настал черёд подвески.
Электромеханическая часть шасси хорошо видна в передней части. Она включает в себя моторы, корпус с титановым торсионным стержнем и стойки, соединённые с поворотными кулаками.
Седан, как и родственный кроссовер Q7, построен на платформе MLB Evo. Изюминка этой её версии — индивидуальные для каждого колеса электромеханические приводы вместо традиционных стабилизаторов поперечной устойчивости. Благодаря использованию данных с фронтальной камеры, следящей за качеством полотна, адаптивная 48-вольтовая система креноподавления (как на Бентайге) эволюционировала в активную. Она может превентивно компенсировать крен или влиять на артикуляцию колёс, прикладывая к стойкам «стабилизаторов» момент до 1100 Н•м.
«Забудьте об ухабистых дорогах», — призывает ролик. Кстати, седан А8 появляется в новой ленте «Человек-паук: Возвращение домой».
Камера сканирует дорогу 18 раз в секунду, а далее электроника вычисляет, как нужно отреагировать, чтобы в салоне никто эту неровность не почувствовал. На вычисление уходят миллисекунды, и далее точно в нужный момент компьютер отправляет команду исполнительным электромоторам-стабилизаторам, чтобы поджать нужную лапу над кочкой или ямкой, а также демпфирующим элементам: электронноуправляемым амортизаторам и пневмопружинам.
Несмотря на разницу исполнительных механизмов, схожая система используется на Мерседесах S-класса, и её слабость — ограниченные возможности камеры в условиях плохой видимости.
Помимо прочего, «а-восьмая» обзавелась задней управляемой осью. Вместе с новой подвеской она устранила, по уверению инженеров, конфликт между стабильностью, комфортом и управляемостью. Диаметр разворота седана А8 теперь меньше, чем у А4.
Здесь можно посмотреть работу базовой гибридной установки, системы активного подавления кренов, а также подвески, сканирующей дорогу и снижающей тряску на неровностях.
Новая подвеска умеет подавлять клевки и наклоны кузова при торможении или разгоне. А при неминуемой угрозе бокового удара подвеска мгновенно приподнимает «опасную» сторону кузова А8, снижая его повреждения.
Ведь нагрузка в таком случае в большей степени приходится на массивный порог и прочный пол, а не на двери. Система определяет угрозу по датчикам автопилота zFAS, просматривающего всё на 360 градусов. Если приближающийся сбоку автомобиль движется на скорости выше 25 км/ч, активная подвеска поднимает нужную сторону седана на 80 мм. Разница в нагрузке на пассажиров с таким подъёмом и без него составляет 50%. Технология внедрена на автомобиле впервые в мире.
Бонус
Компания Audi подготовила сразу несколько тизерных роликов с участием новинки. Они призваны показать работу ряда новых систем, от умной подвески и «пробочного автопилота» до автоматического торможения, удержания в полосе и самопарковки.
Тема человека-паука всплывает и в рекламе системы Traffic Jam Pilot.
Наконец, перед нами сам Питер Паркер, человек-паук. Здесь он сдаёт экзамен по вождению на новой А8, правда, вместо использования собственных навыков просто полагается на бортовую электронику.
Update
Новый седан, пусть и в плёнке с нарисованной паутиной, дебютировал перед публикой 28 июня в Лос-Анджелесе на премьере фильма «Человек-паук: Возвращение домой».
На премьере присутствовали Том Холланд (Питер Паркер/Человек-паук) и Роберт Дауни-младший (Тони Старк/Железный человек).
Стёкла седана были сильно затонированы, впрочем, салон А8 уже мелькал в роликах-тизерах.
Активные системы подвески
|
Что такое активная подвеска или адаптивная подвеска?
Что такое активная подвеска или адаптивная подвеска?
Система автомобильной подвески помогает снизить крен кузова и эффективно улучшить ходовые качества.
Однако система, которая активно управляет вертикальным перемещением колес, соответствующих шасси транспортного средства (кузову транспортного средства), через систему с компьютерным управлением, известна как активная подвеска или адаптивная подвеска. Он предлагает более изысканную и плавную езду. В пассивной / традиционной системе подвески профиль дороги сам по себе определяет или влияет на все движение системы подвески.
Активная система появилась более двух десятилетий назад.Гоночная команда Lotus Формулы-1 впервые применила активную подвеску. Однако у него было множество проблем, таких как чрезмерный шум, вибрация и резкость. У него также была проблема с чрезмерным энергопотреблением. Стоимость изготовления также была очень высокой. Поэтому производители не спешили внедрять его в легковые автомобили.
Категории активной или адаптивной подвески:
Обычно эта система делится на две основные категории: чисто активная подвеска и полуактивная / адаптивная подвеска.
Активную систему можно разделить на подкатегории. Он использует своего рода привод, который помогает поднимать или опускать шасси / кузов независимо на каждом колесе. Однако полуактивная подвеска может изменять только жесткость амортизаторов, чтобы соответствовать изменяющимся условиям движения.
Кроме того, чисто активная система работает либо с гидравлическим, либо с электромагнитным рекуперативным механизмом. В то время как полуактивная подвеска работает либо через соленоид / клапан, либо использует магнитореологический демпферный механизм.Активная система предлагает более высокий уровень ездовых качеств и управляемости автомобиля. Это достигается за счет удерживания шин под прямым углом к дороге в поворотах, что обеспечивает лучший контроль тяги.
Как работает адаптивная подвеска?
Кроме того, с помощью бортового компьютера система определяет движение кузова транспортного средства с помощью множества датчиков, установленных на кузове транспортного средства.
Бортовой компьютер контролирует действие подвески, используя данные, рассчитанные с помощью соответствующих методов управления.Таким образом, эта система может практически исключить колебания крена и тангажа кузова в различных условиях движения, таких как торможение, прохождение поворотов и ускорение. Это дает пассажирам возможность путешествовать без усталости.
В настоящее время производители предлагают активную систему на роскошных моделях. Они используют специальные сокращения, чтобы отличать свою систему от других. Система Nissan Active Ride Control — одна из таких систем подвески. Узнайте больше о Nissan Active Ride Control здесь.
Посмотрите, как работает активная система подвески Audi здесь:
Подробнее: Что такое Active Trace Control в автомобилях? >>
О компании CarBikeTech
CarBikeTech — технический блог.Его члены имеют опыт работы в автомобильной сфере более 20 лет. CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.
Посмотреть все сообщения CarBikeTech
Активная подвеска — обзор
1 ВВЕДЕНИЕ
В отличие от пассивной подвески, в активной подвеске силовой привод может как добавлять, так и рассеивать энергию из системы. Это приводит к тому, что система подвески может управлять динамикой автомобиля, уменьшать эффекты торможения и крена автомобиля во время маневров на поворотах, а также повышать комфорт езды и управляемость автомобиля на дороге.
Задача активного управления подвеской изучалась многими исследователями: контроллер по расписанию с обратной связью по состоянию и выходу (Köse and Jabbari, 2003), модульный метод адаптивного надежного управления (Chantranuwathana, Peng, 2004), нечеткая логика (Stríbrský et al. , 2003), стохастический оптимум (Marzbanrad et al. , 2004), смешанный H 2 / H ∞ (Gáspár et al. , 2000), комбинированная отфильтрованная обратная связь и преобразование развязки входа (Ikenaga et al.
, 2000) и многие другие контроллеры были разработаны и применены в системе активной подвески автомобиля.
Однако поведение системы активной подвески зависит от информации, предоставляемой датчиками. Таким образом, любая неверная информация, вызванная неисправным датчиком, может привести к нежелательному или даже опасному поведению системы.
Немногочисленные исследования посвящены проблеме диагностики неисправностей активной подвески: статистические методологии применяются для обнаружения неисправностей в нелинейной модели четвертьфинала с двумя степенями свободы и полных моделях автомобилей (Metallidis et al., 2003). Методы обнаружения и идентификации неисправностей на основе моделей разработаны в (Fischer et al. , 2003), (Börner et al. , 2002), а методы аналитического резервирования используются для обнаружения неисправностей в активной подвеске тяжелого транспортного средства (Jeppesen and Cebon , 2002). Меньшее количество рассматривает проблему отказоустойчивости подвески: для четверти вагонного испытательного стенда выполняется конструкция группы фильтров Калмана, по одному для каждой возможной конфигурации отказа датчика, обеспечивающей оценку состояния системы при возникновении неисправности датчика (Silani ).
и другие., 2004). Методология сравнения различных альтернативных отказоустойчивых архитектур, основанная на оценке риска, была применена к полной активной системе управления подвеской (Borodani et al. , 1996).
В этом документе основанная на модели стратегия обнаружения, идентификации и допуска неисправностей датчика разработана для линейной полной системы активной подвески транспортного средства, которая ранее не рассматривалась. Для обнаружения и идентификации отказа датчика используется группа наблюдателей скользящего режима пониженного порядка для генерации остатков.Остатки разработаны таким образом, что каждая неисправность датчика имеет определенный характер и, таким образом, может быть легко идентифицирована. Для устранения неисправности датчика ошибочное измерение заменяется его оценкой. Это исследование рассматривает смещение датчика, дрейф и поломку датчика.
Работа организована следующим образом: в разделе 2 представлена система активной подвески и дана модель системы.
Стратегия управления системой кратко представлена в разделе 3. Используемые датчики представлены в разделе 4.В разделах 5 и 6 объясняется стратегия обнаружения, идентификации и устранения неисправностей. Моделирование проводится в разделе 7, чтобы проиллюстрировать предложенную стратегию. Наконец, даются выводы и будущие работы.
Знакомство с системами активной подвески
Введение в активные системы подвескиФон
Традиционно автомобильная подвеска была компромиссом. между тремя противоречивыми критериями устойчивости дороги, грузоподъемности и комфорт пассажиров.Система подвески должна поддерживать автомобиль, обеспечивать направленность контроль во время маневров и обеспечить эффективную изоляцию пассажиры / груз из-за дорожных беспорядков [Wright 84]. Хорошая поездка комфорт требует мягкой подвески, а нечувствительность к нанесенным грузы требует жесткой подвески. Для хорошей управляемости требуется подвеска установка где-то между двумя.
Из-за этих противоречивых требований конструкция подвески должна была быть изменена.
что-то вроде компромисса, во многом определяемого типом использования
который был разработан.Активные суспензии считаются
быть способом увеличения свободы, которую нужно определять независимо
характеристики грузоподъемности, управляемости и ходовых качеств.
Пассивная система подвески может накапливать энергию через пружина и рассеивать ее через демпфер. Его параметры обычно фиксированный, выбранный для достижения определенного уровня компромисса между устойчивость на дороге, грузоподъемность и комфорт.
Активная система подвески может накапливать, рассеивать и накапливать ввести энергию в систему.Его параметры могут варьироваться в зависимости от в условиях эксплуатации и может иметь знания, отличные от стойки отклонение пассивной системы ограничено.
Системы с высокой пропускной способностью
В системе подвески с высокой пропускной способностью (или « полностью активной ») мы обычно рассматривают привод, подключенный между подрессоренным и неподрессоренные массы автомобиля.
Полностью активная система направлена на контроль
приостановка по всей полосе пропускания системы. В частности
это означает, что мы стремимся улучшить реакцию подвески на обоих
частота « трещотки » (10-12 Гц) и частота « шина-прыжок »
(3-4 Гц).Термины погремушка и шина-хоп могут рассматриваться как
резонансные частоты системы. Полностью активная система потребляет
значительный объем мощности и потребуются приводы с
относительно широкая полоса пропускания. Они были успешно реализованы в
Автомобили Формулы-1 и, например, Lotus [Wright 84]Системы с низкой пропускной способностью
Также известны как медленно-активные или ограниченные по полосе частот системы. В этом классе привод будет установлен последовательно с дорожной пружиной и / или демпфер. Система с низкой пропускной способностью предназначена для управления приостановкой по нижний частотный диапазон, а именно вокруг дребезжащего пространства частота.На более высоких частотах привод эффективно блокируется и следовательно, скачкообразное движение колеса контролируется пассивно.
С этими системами
мы можем добиться значительного уменьшения крена и тангажа кузова во время
маневры, такие как прохождение поворотов и торможение, с меньшей энергией
потребление, чем система с высокой пропускной способностью.Системы предварительного просмотра
Они направлены на увеличение пропускной способности системы с ограниченной полосой пропускания за счет использования прямая связь или знание будущих дорог. Некоторые системы [Foag 89] измеряет дорожные помехи перед автомобилем. (используя, возможно, лазерную систему [Prem 87]), а затем используйте оба стандартное управление обратной связью и прямая связь от датчика для достижения превосходный ответ.Другие, например. [Crolla 91] стремятся использовать информация, доступная от прогиба передней стойки для улучшения производительность задней подвески.Современные технологии и приложения
Успешно реализованные системы активной подвески включить громкие примеры, найденные на гонках Формулы-1 машины. Большинство крупных производителей двигателей исследуют собственные системы.
а некоторые близки к завершению. К ним относятся Jaguar [Williams 94],
Mercedes Benz [Acker 91] и Toyota [Hayakawa 93], чтобы назвать
но три.Автомобили Формулы-1 представляют собой крайность активной подвески реализация, будучи полностью активными системами, использующими высокую пропускную способность компоненты аэрокосмической спецификации [Wright 84]. Для широкого распространения для коммерческого использования необходимо использовать гораздо более дешевые приводы и регулирующие клапаны, и поэтому полуактивные системы или системы с низкой пропускной способностью здесь являются нормой. В олео-пневматический привод является популярным выбором [Williams 94], что дает как низкочастотный активный элемент, так и высокочастотный пассивный элемент в одном блоке.
(C) Гэвин Уокер 1997
Вернуться на мою домашнюю страницуБиблиография
Б.Акер, У. Даренбург и Х. Галл.Активная подвеска для легковых автомобилей.
Динамика дорожных транспортных средств, Учеб.
11-й симпозиум МАВСД, 1991. Ч. Юэ, Т. Буцуен, Дж. К. Хедрик.
Альтернативные законы контроля для автомобильных активных подвесок.
Американская конференция по контролю, 1988.
Д.А. Кролла, М.Б.А. Абдель-Хади.
Активная регулировка подвески; сравнение производительности с использованием законов управления
применяется к полной модели автомобиля.
Vehicle System Dynamics, 20, 1991.
Д.Мец и Дж. Мэддок.
Оптимальная высота дорожного просвета и контроль тангажа для гоночных автомобилей чемпионата.
Automatica, 22 (5), 1986.
K.Hayakawa et al.
Надежное управление с обратной связью по выходу H-infinity для развязанного автомобиля
система активной подвески.
Proc. CDC, 1993.
Williams et al.
Патент США № 4 639 013.
1987.
H.Prem.
Лазерная система измерения профиля дороги на скоростной автомагистрали.
Proc. 10-й МАВСД, 1987.
М.
К. Смит.
Достижимый динамический отклик для активной автомобильной подвески.
1993 г.
П.Г. Райт.
Влияние аэродинамики на дизайн гонок формулы 1
машины.
Внутр. журнал проектирования автомобилей, 1982.
П.Г. Райт, Д.А. Уильямс.
Применение активной подвески на дорогах с высокими эксплуатационными характеристиками
транспортных средств.
Микропроцессоры в гидротехнике Конференция IMechE
публикации, 1984.
Р. А. Уильямс.
Автомобильные активные подвески.
Коллоквиум IEE по технологии активной подвески для автомобилей
и железнодорожных приложений, 1992.
Р.С. Шарп, С.А. Хассан.
Относительные рабочие характеристики пассивных, активных и
полуактивные системы подвески автомобилей.
Proc Instn Mech Engrs, 200 (D3), 1986.
W.Foag.
Практическая концепция управления активной подвеской легковых автомобилей с
предварительный просмотр.
Proc. Инстн.
Мех. Engrs, 203, 1989.
Удивительная новая активная подвеска
Это не была иллюзия фотошопа.Было показано, что Lexus LS400 действительно прыгает с трамплина два на шесть так же грациозно, как лошадь перепрыгивает через забор с препятствиями. Этот технический трюк не имеет применения, но он демонстрирует глубокие различия между активной подвеской и даже самой сложной традиционной подвеской с компьютерным управлением.
Все текущие приостановки являются реактивными. Когда колесо транспортного средства катится по неровности или провалу в тротуаре, изменение положения колеса заставляет подвеску сжиматься или расширяться в ответ.Прохождение поворотов, торможение и ускорение аналогичным образом заставляют подвеску двигаться и позволяют телу катиться, приседать или нырять. Так было с тех пор, как в середине 17 века к конным экипажам добавили пружины.
Такие подвески достигли высокого уровня и обеспечивают очень хорошее сочетание плавности хода и управляемости.
Но в конце концов они последователи, а не лидеры. Их пружины и амортизаторы позволяют колесам двигаться только в ответ на действующую на них силу, и даже при современной регулировке их действия ограничены тем фактом, что они всегда защищаются — действуют только после того, как что-то произошло.
Однако активная дисквалификация — это нарушение. В нем есть компьютер, который сообщает мощному исполнительному механизму на каждом колесе, когда, в какую сторону, как далеко и с какой скоростью двигаться. Движение колес больше не зависит от случайного взаимодействия между дорогой и различными пружинами, амортизаторами и стабилизаторами поперечной устойчивости. Точно так же, как вы можете согнуть колени и внезапно выпрямить их, чтобы подпрыгнуть, автомобиль с активной подвеской (запрограммированный на выполнение этого трюка на парковке) может перепрыгнуть два на шесть или «проактивно» противодействовать силам, действующим на транспортное средство.
Компьютер, принимающий эти решения, использует сеть датчиков для измерения, например, скорости автомобиля, продольных и поперечных ускорений, а также сил и ускорений, действующих на каждое колесо.
Затем компьютер дает команду колесу двигаться идеальным образом для существующих обстоятельств. Больше никаких компромиссов между плавностью хода и управляемостью, неровными дорогами и гладкими дорогами, высокими и низкими скоростями.
Новаторская работа в области активной подвески была проделана Lotus на автомобилях Формулы 1 в начале 80-х годов.Вскоре последовали эксперименты с трамваями. Я ездил на Corvette, оснащенном системой Lotus [Lotus Active Suspension, C / D, июнь 1988], и его характеристики были потрясающими. На мой взгляд, стандартная машина «чувствовала себя так, как будто мы выехали с межштатной автомагистрали на грунтовую дорогу, не сбавляя скорости».
Казалось, технология будущего, но будущее так и не наступило. Система Lotus, в которой для перемещения колес использовались гидроцилиндры, стоила тысячи долларов, добавляла 300 фунтов и требовала около пяти лошадиных сил для привода гидравлического насоса системы на 2200 фунтов на квадратный дюйм, что сказывалось на экономии топлива.
Более того, система не могла реагировать достаточно быстро, чтобы задушить небольшие острые неровности, которыми кишит большая часть страны.
Chevy никогда не продавал Corvette с активной подвеской, но Infiniti продала активный Q45 в 1991 году. Гидравлические цилиндры Q45 не могли поднимать колеса, они могли только давить на них. Кроме того, он был медленным и мог реагировать только на постепенные движения подвешивания, которые происходили примерно с одним циклом в секунду. Несмотря на это, активная подвеска увеличила вес автомобиля на 202 фунта, снизила экономию топлива на 10 процентов и стоила 5500 долларов.Результатом стало заметно более плавное движение по большим ухабам и более устойчивое ощущение при любых обстоятельствах.
В настоящее время активная система контроля тела Mercedes (ABC) — это самое близкое к активной подвеске на рынке. Хотя система ABC действует быстрее, чем снятая с производства система Q45, она по-прежнему работает только в одном направлении и слишком медленная, чтобы справляться с отдельными ударами. На данный момент развитие гидравлической активной подвески, похоже, застопорилось.
Нужен новый подход, и это именно то, что я увидел на пресс-конференции в июне прошлого года в «Горе» в Фрамингеме, штат Массачусетс.Аудио-энтузиасты считают этот адрес штаб-квартирой Bose, известного производителя звуковых систем, а также множества других аудио- и электронных промышленных и военных продуктов.
Основатель компании Амар Дж. Бозе, 45 лет проработавший профессором электротехники в Массачусетском технологическом институте, уже много лет увлекается экзотическими автомобильными подвесками. У него был Pontiac 1958 года с четырехколесной пневмоподвеской Ever-Level, а также Citroën DS19 с гидропневматической подвеской.В 1980 году он инициировал проект в Bose Corporation по исследованию лучшего подхода к автомобильным подвескам.
В соответствии с теоретическими и академическими корнями его и его компании, команда Bose начала с разработки модели поведения идеальной системы подвески. Только после создания этой модели производительности команда сконцентрировалась на разработке оборудования, необходимого для ее реализации. Решением стал мощный электромагнитный линейный двигатель на каждом углу, который двигал колеса, как того требовала компьютеризированная модель.
Инженеры Bose заявляют, что эти двигатели имеют значительные преимущества по времени отклика и потребляемой мощности по сравнению с гидроцилиндрами, которые мы видели на всех предыдущих активных подвесках. По словам доктора Бозе, раскрытая нам система имеет общий ход 8,5 дюймов, может реагировать быстрее 100 раз в секунду и потребляет около двух лошадиных сил как полная система.
Компания Bose установила систему на два старых Lexus LS400, на которых нам не разрешалось водить. Вместо этого мы протестировали один автомобиль на испытательном стенде, который имитировал ходовые качества на неровной дороге.Мы также просмотрели несколько демонстраций системы Bose в сравнении со стандартным LS400 на серии откалиброванных ударов и в простых испытаниях в обращении. Нам показали видео с автомобилем в реальном мире и вокруг участка с конусами на ипподроме Лайм-Рок.
Хотя я был бы более впечатлен, если бы увидел, что машина проходит горячий круг на Нюрбургринге, нет никаких сомнений в том, что это оборудование имеет огромный потенциал. Если утверждения о его быстром отклике и низком энергопотреблении подтвердятся, Bose решит две основные проблемы с гидравлическими активными подвесками.
Следующим шагом будет тяжелая работа по реальной разработке, потому что на данный момент система Bose только вышла из стадии исследования. Будут ли представления команды Bose об идеальной езде и управляемости соответствовать представлениям инженеров-разработчиков из Детройта и Штутгарта или авторов, основанных на Hogback Road? Мы, конечно, не можем сказать, особенно потому, что команда Bose отказалась обсуждать что-либо об алгоритмах управления системой.
Окажутся ли эти линейные двигатели надежными в условиях длительного износа в реальном мире? Это всегда серьезное препятствие для любого нового оборудования.Поскольку движущийся вал каждого линейного двигателя скользит по четырем шарикоподшипникам с рециркуляцией, устойчивость к атмосферным воздействиям, несомненно, будет главным приоритетом.
Стоимость и вес всегда являются горячими проблемами в автомобильной промышленности, и система Bose явно еще не готова к массовому производству. Одна особенность, которая бросится в глаза любому автоинженеру, — это модуль демпфирования колес рядом с каждым тормозным диском. Первоочередной задачей будет избавление от этого тяжелого куска алюминия.
Bose ищет партнера для помощи в этих областях и вывода продукта на рынок, но компания не хочет просто лицензировать свою технологию поставщику подвески или автомобильной компании.Bose хочет оставаться в этом бизнесе надолго в качестве поставщика своей системы.
Это огромный шаг в непростом направлении для Bose, но эта новая система обещает преодолеть технический затор, который остановил внедрение активных приостановок. Я с нетерпением жду возможности управлять прототипом в реальных условиях при первой же возможности.
Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.
Будущее автомобильной подвески уже здесь: активные амортизаторы DSC Sport в действии
Компьютеры овладевают нашими машинами. В более долгосрочной перспективе беспилотные автомобили могут значительно снизить смертность на дорогах, заторы и загрязнение окружающей среды. Однако прямо сейчас большая часть непосредственного воздействия можно увидеть в информационно-развлекательных системах.Фокус-группы заявили производителям автомобилей, что, чтобы привлечь их как клиентов, им необходимо воспроизвести опыт смартфонов в наших автомобилях, поэтому модемы LTE и большие сенсорные экраны распространяются на автосалонах так же быстро, как и в Best Buy. Это нормально для нас в Ars Technica, потому что вычислительная мощность также делает возможными такие вещи, как технология активной подвески DSC Sport, как мы узнали в прошлые выходные во время нашей поездки в Уоткинс-Глен, штат Нью-Йорк.
Арс водит машину с DSC Sport.Под редакцией Дженнифер Хан
Ars водит машину с DSC Sport. Под редакцией Дженнифер Хан
Сначала немного предыстории. Как правило, подвеска автомобиля состоит из различных металлических частей, которые соединяют колеса с шасси — поперечных рычагов или стоек и т. Д., Которые позволяют колесу шарнирно шарнирно соединиться, — и некоторой комбинации пружины и амортизатора для управления этим шарнирным соединением. Хорошо спроектированная подвеска должна обеспечивать хорошее сцепление с дорогой (поддерживать все четыре колеса в оптимальном контакте с дорожным покрытием), а также защищать автомобиль и его пассажиров от ударов и толчков.Легче сказать, чем сделать. Очень немногие автомобили добиваются успеха в обоих направлениях: их дизайнеры вместо этого выбирают мягкие пружины и мягкий комфорт за счет управляемости или жесткие пружины и отличную способность к повороту в сочетании с дребезжащей поездкой.
Но активные системы подвески обещают, что мы сможем гонять свой пирог и есть его, используя программное обеспечение и циклы процессора для динамического контроля того, что делает каждое колесо. Эта технология привлекла внимание широкой публики в 1980-х годах благодаря ее использованию в Формуле 1 еще тогда, когда ее свод правил поощрял инновации.Ранние активные системы, используемые в F1, использовали гидравлические приводы для управления движением колес. Цель заключалась в том, чтобы автомобиль оставался как можно более ровным и ровным. Постоянный клиренс удерживал крылья автомобиля под оптимальным углом для создания прижимной силы — подумайте о полной противоположности крыла самолета, где воздух толкает автомобиль (и, следовательно, шины) на дорогу. Lotus Cars были пионерами таких активных систем, но они всегда были слишком сложными и слишком дорогими для использования за пределами ряда демонстраторов технологий.
РекламаF1 вскоре запретил активную подвеску, но в течение года этот принцип появился на дорожных автомобилях и мотоциклах с амортизаторами с компьютерным управлением. Опять же, идея состоит в том, чтобы удерживать подвешенный автомобиль как можно более устойчивым. Обычно вес автомобиля переносится спереди назад при торможении и ускорении и из стороны в сторону при повороте. По мере того, как сила на каждом углу изменяется, изменяется и сцепление, доступное для этого колеса; меньший вес означает меньшее сцепление.Активные амортизаторы контролируют это, изменяя степень сжатия и растяжения каждой пружины (поскольку пружины пассивны, эти системы иногда называют полуактивными).
Увеличить / Этот Audi RS7 имеет активную подвеску, которая на языке Audi называется Dynamic Ride Control. Это сделало пятичасовую поездку довольно легкой благодаря хорошей поездке (хорошо, умопомрачительное ускорение от 4-литрового твин-турбо V8 тоже очень помогло).Джонатан М. Гитлин
Audi RS7, на которой мы ездили в Уоткинс-Глен и обратно, была оснащена такой системой, которая связывает амортизаторы на противоположных диагональных углах (спереди слева направо и наоборот) друг с другом через центральный резервуар. гидравлическая жидкость, как и в Porsche 911S и Corvette Stingray, о которых мы писали ранее в этом году (последний использует магниты для изменения вязкости жидкости в амортизаторах).
По словам основателя компании Майка Левитаса, системаDSC Sport ближе к Audi, но более способна, чем любая другая. Он разрабатывал свою систему управления с 2011 года, которая подключается к CANbus автомобиля — сети контроллеров, которая позволяет различным подсистемам связываться друг с другом. После установки на шину CANbus, он постоянно измеряет величину тормозного давления и усилие рулевого управления, положение дроссельной заслонки и нагрузку на двигатель, а также силу перегрузки и ускорение.
Гоночная машина Левитаса в паддоке в пятницу днем.
Джонатан М. Гитлин
ЭБУ DSC Sport находится под приборной панелью в правом крайнем углу изображения.Это просто подключи и работай.
Джонатан М. Гитлин
Снимок передней подвески. Хотя машинам в IMSA GT3 Cup разрешена свобода в отношении их ударов, все остальное — сток.
Джонатан М. Гитлин
Эти наклейки могут быть вашим единственным ключом к разгадке того, почему этот Boxster Spyder намного быстрее, чем любой другой Boxster Spyder.
Джонатан М. Гитлин
Майк Левитас позирует нам рядом со своей машиной и трофеем за победу в своем классе в пятничной гонке.Он не только опытный инженер и автогонщик, он еще и очень практичный.
Джонатан М. Гитлин
Левитас совершенствовал активную подвеску на гоночной трассе, участвуя в IMSA Porsche GT3 Cup со своей командой TPC Racing.В его гоночном автомобиле ЭБУ сочетается с амортизаторами TracTive, произведенными в Голландии. ЭБУ получает данные со скоростью 1 Мбит / с из CANbus и контролирует разряды с частотой 100 Гц — каждые 6 миллисекунд, что Левитас описывает как «почти в реальном времени». Клапаны изменяют поток демпфирующей жидкости через амортизатор, изменяя скорость его отклика и тем самым скорость и величину, с которой он сжимается и расширяется.
Его гоночный автомобиль (модель 997) теперь заменен более новым 991 GT3 Cup, автомобилем, который по всем правилам должен быть быстрее на трассе.Левитас — опытный гонщик, но даже в этом случае он связал свой успех в минувшие выходные — победу в своем классе в сухую пятницу и проливной дождь в субботу — с дисквалификацией. На мокрой дороге он был особенно быстр, опередив более новые 991 машину.
У него также был демонстратор дорожных автомобилей на трассе, который тестировал его для нас на проселочных дорогах вокруг Уоткинс-Глен. Этот автомобиль представляет собой Porsche Boxster Spyder, легкую (2900 фунтов / 1315 кг) специальную версию, которая уступила место Boxster последнего поколения.Boxster Spyder также получил немного больше мощности благодаря турбонагнетателю (в комплекте с впрыском метанола), который выдает более 500 л.с. на задние колеса.
Легкий вес и большая мощность часто делают автомобиль трудным для вождения, но Boxster Spyder держится на дороге превосходно, ни разу не выходит из строя. Дорожный автомобиль только опрашивал CANbus на половине скорости (512 кбит / с) гоночного автомобиля, но он не обращал внимания на железнодорожные пути и выбоины, укрепляя переднюю часть, чтобы предотвратить погружение при торможении и заднюю часть при ускорении, чтобы машина постоянно держалась. едет в правильном направлении.
DSC Sport продал более 500 систем, и это не ограничивается Porsche; DSC Sport имеет среди клиентов Dodge Vipers, а также Nissan GT-R. Пока автомобиль использует CANbus, он должен быть совместимым, хотя DSC Sport должен «вынюхивать», как каждая модель использует CANbus, поскольку производители используют разные способы реализации спецификации. Это даже не особенно дорого — 1200 долларов за блок управления двигателем — и, похоже, существует довольно активное сообщество пользователей, которые делятся различными картами и данными блоков управления друг с другом и с DSC Sport.
Преимущества? Более быстрое время круга на трассе и лучшие манеры на дороге, чтобы назвать два, но есть и другие преимущества. Снижение утомляемости водителя, например. Меньший износ автомобиля; После пятничной гонки задние шины Левитаса выглядели свежими как коробка. Теперь, когда мы испытали активную подвеску с правой стороны автомобиля, нам не терпится попробовать ее из-за руля.
Изображение листинга: Джонатан М. Гитлин
Прикладные науки | Бесплатный полнотекстовый | Проектирование и разработка системы активной подвески с использованием пневматического мускульного привода и интеллектуального управления
Грубый вогнуто-выпуклый профиль дороги состоит из неровности и впадины с синусоидальным возмущением, что представлено уравнением (46).Rr (t) = {- 1,554 (t − 3,5) 3 + 3,5 (t − 3,5) 2 + d (t) для t∈ [3,5,5) 1,554 (t − 6,5) 3 + 3,5 (t − 6,5) 2. + d (t) для t∈ [5,6.5) 1.554 (t − 8.5) 3−3.5 (t − 8.5) 2 + d (t) для t∈ [8.5,10) −1.554 (t − 11.5) 3− 3,5 (t − 11,5) 2 + d (t) для t∈ [10,11,5) d (t) иначе
(46)
где синусоидальное возмущение равно d (t) = 0,175sin (2πt) + 0,07sin (7,5πt). На рис. 10 показано изменение смещения подрессоренной массы при движении четвертака по неровной вогнуто-выпуклой дороге с мгновенными изменениями на 3 см. На рисунке 10 синяя линия показывает, что профили дорог, созданные Road Generator, имеют ± 0.Погрешность в 5 см грубого вогнуто-выпуклого профиля дороги. Розовой пунктирной линией показано смещение подрессоренной массы, которое регулируется стойками Макферсона. Поскольку в этом случае от PM не поступает дополнительная сила, максимальное смещение подрессоренной массы составляет 2,4 см, таким образом, подавляется только вибрация высотой 0,6 см. На рисунке 10 показано, что стойки FSB-ASMC, FSB-ASMC + H∞ и GP-FSB-ASMC + H∞ лучше подавляют вибрацию, чем стойки MacPherson при тех же условиях. Черная линия на рисунке 10 показывает, что FSB-ASMC подавляет вибрацию подрессоренной массы менее 1.2 см. Зеленая пунктирная линия показывает, что FSB-ASMC + H∞ подавляет максимальную вибрацию менее 0,65 см, поскольку снижает сосредоточенные неопределенности. GP-FSB-ASMC + H∞ ограничивает максимальную вибрацию до менее 0,4 см, что лучше, чем у FSB-ASMC или FSB-ASMC + H∞. В таблице 2 сравниваются максимальная вибрация и среднеквадратичная ошибка (RMSE) для вибрации, где RMSE определяется как:RMSE = 1N∑i = 1N (значение вибрации − значение нулевого_уровня) 2
(47)
где valuevibration — это измеренная вибрация, valuezero_level — нулевое смещение подрессоренной массы, а N — общее количество измеренных точек данных вибрации.В таблице 3 показаны веса после обучения на GP-FSB-ASMC + H∞. На рисунке 10 наблюдается небольшое колебание подрессоренной массы из-за деформации шины, которая является небольшой вариацией, которая зависит от профиля дороги. При использовании FLC изменение выходной мощности дорожного генератора показано синей линией на рисунке 10, для которой ошибка отслеживания ограничена до ± 0,5 см. Ускорение, управляющее напряжение и подрессоренная масса для всех методов показаны соответственно на рисунках 11 и 12.Следует отметить, что к стойкам Макферсон не прилагается дополнительная сила, поэтому на Рисунке 12 не показано управляющее напряжение для них. На Рисунке 13 показано изменение смещения подрессоренной массы, когда четвертьфургон движется по грубой синусоиде возбуждения с 1,5 сантиметровая амплитуда и длина волны 2,5 с. На Рисунке 13 синей линией показаны профили дороги, которые генерируются Road Generator, что дает ошибку ± 0,5 см в грубом профиле дороги, возбуждаемой синусоидальной волной. Розовой пунктирной линией показано смещение подрессоренной массы, которое регулируется стойками Макферсона.Подавления вибрации практически нет. Черная линия на рисунке 13 показывает, что FSB-ASMC подавляет вибрацию подрессоренной массы до менее 0,6 см. Зеленая пунктирная линия показывает, что FSB-ASMC + H∞ подавляет максимальную вибрацию до уровня менее 0,6 см. GP-FSB-ASMC + H∞ ограничивает максимальную вибрацию до менее 0,25 см, что лучше, чем у FSB-ASMC или FSB-ASMC + H∞.