Адаптивна регульована підвіска avs Toyota. Адаптивна підвіска, що регулюється. Що являє собою адаптивна підвіска

Тема: адаптивна підвіска

Приклад: Toyota Land Cruiser Prado

Для сучасного позашляховика активна підвіска – не престижна опція, а нагальна потреба. Якщо дотриматися термінологічної точності, то більшість сучасних підвісок зі словом Active у назві слід відносити до напівактивних. Робота активної системи не ґрунтується на енергії взаємодії коліс із дорогою. Наприклад, гідравлічна активна підвіска, запропонована Коліном Чепменом, засновником Lotus, регулювала висоту кожного колеса за допомогою гідроциліндрів та індивідуальних високошвидкісних насосів. Слідкуючи за найменшими змінами положення кузова за допомогою датчиків, машина заздалегідь піднімала або виставляла «лапи». Підвіска була випробувана на автомобілі Lotus Excel 1985 року, але в серію не пішла через надзвичайну складність та енергетичну ненажерливість.

Елегантніше рішення було випробувано на всюдиході HMMWV. Електромагнітна підвіска ECASS являє собою чотири соленоїди, кожен з яких штовхає колесо вниз або дозволяє йому піднятися вгору. Принадність ECASS полягає в рекуперації енергії: при «стисканні» соленоїд працює як генератор, запасаючи енергію в акумуляторній батареї. Незважаючи на успіх експерименту, ECASS так і залишиться концептуальною розробкою – для серійного виробництва технологія надто складна.

Напівактивна підвіска будується за традиційною схемою. Пружними елементами виступають ресори, пружини, торсіони або пневмоциліндри. Електроніка управляє характеристиками амортизаторів, за частки секунди роблячи їх м'якшими чи твердішими. Комп'ютер по черзі відкриває або закриває клапани у гідравлічній системі. Чим менше отвори, через які проходить рідина всередині амортизатора, тим сильніше демпфує коливання підвіски.

Гідравлічний оркестр

Позашляховик Toyota LC Prado оснащується адаптивною підвіскою AVS (Adaptive Variable Suspension), що дозволяє водієві вибрати режим роботи: м'який Comfort, середній Normal або жорсткий Sport. У кожному із трьох діапазонів комп'ютер постійно змінює характеристики кожного амортизатора. Система реагує на накази електроніки за 2,5 мс. Це означає, що на швидкості 60 км/год характеристики підвіски повністю змінюються кожні 25 см шляху. Підвіска працює у тісній взаємодії із системою стабілізації курсової стійкості. Їхні загальні датчики повідомляють комп'ютеру про розвиток ковзання або прагнення кузова перевернутися.

Великим позашляховикам адаптивна підвіска життєво потрібна. На серйозному бездоріжжі джипу потрібні великі ходи підвісок, а отже м'які пружини. Щоб не рятувати на швидкісній трасі, високому автомобілю, навпаки, необхідні жорсткі налаштування.

На задній осі LC Prado встановлені пневмоциліндри, що дозволяють водієві вибирати висоту автомобіля. На нерівній дорозі автомобіль можна підняти на 4 см над задньою віссю, збільшивши дорожній просвіт (режим Hi). Щоб полегшити посадку чи навантаження, машину можна опустити на 3 см (режим Lo). Режим Hi призначений для руху на малих швидкостях, досягши 30 км/год автомобіль автоматично перейде в Normal.

Однак регулювання кліренсу – не головне завдання пневмоциліндрів. По-перше, газ, що знаходиться всередині них, має яскравіше виражену прогресивну характеристику, ніж сталева пружина, і на невеликих ходах підвіска працює набагато м'якше.

По-друге, пневмоциліндри автоматично компенсують завантаження автомобіля завжди підтримуючи однаковий дорожній просвіт.

Інженери Toyota відмовилися і від традиційного компромісу в галузі налаштування стабілізаторів поперечної стійкості, застосувавши систему кінетичної стабілізації підвіски KDDS. Кожен стабілізатор LC Prado з'єднаний із рамою за допомогою гідроциліндра. Циліндри з'єднані у єдиний гідравлічний контур. Поки рідина вільно циркулює всередині контуру, стабілізатори практично не працюють. У такому режимі підвіска демонструє максимальний хід, необхідний бездоріжжя. У швидкісних поворотах клапани перекривають гідравлічний контур, жорстко зв'язуючи стабілізатори з кузовом та перешкоджаючи крену. На прямий гідроакумулятор, включений у контур, допомагає підвісці скрадувати дрібні нерівності дороги.

Адаптивна підвіска, як і будь-яка інша система підресорювання, являє собою сукупність вузлів та механізмів, які забезпечують комфорт та безпеку пересування водія та пасажирів. Від якості підвіски залежать керованість та стійкість автомобіля, а також термін служби інших вузлів та механізмів. Тому все частіше автолюбителі роблять вибір на користь регульованої підвіски, яка підлаштовується під будь-який тип дорожньої поверхні.

Принцип роботи

Адаптивною підвіскою називають такий тип підвіски, що автоматично змінює свої характеристики (адаптується) під час руху. Відразу зазначимо, що активна підвіска – це загальне визначення, а адаптивна система підресори є її різновидом.

Загальний вигляд адаптивної підвіски

Для успішної роботи системі необхідно зібрати інформацію про поточні умови руху автомобіля – цим займаються різні датчики та сенсори. До аналізованої інформації входять тип дорожньої поверхні, положення кузова, параметри руху, стиль керування автомобілем та інші дані (залежить від різновиду адаптивного шасі). Далі в роботу вступає електронний блок управління, який за частки секунди аналізує дані, отримані від датчиків, і відправляє сигнали, що управляють, на виконавчі пристрої - активні стійки і стабілізатори поперечної стійкості. Внаслідок цього механізм миттєво підлаштовується під конкретні умови.

У разі отримання команди від блоку ручного керування підвіскою система підресори почне адаптуватися під обраний водієм режим. Зазвичай використовується три режими роботи підвіски: нормальний, комфортний та спортивний.

Елементи адаптивної підвіски

Адаптивна підвіска зазвичай включає наступні елементи:

• електронний блок керування підвіскою;
• регульовані стабілізатори поперечної стійкості;
• активні (регульовані) стійки амортизаторів;
• датчики (прискорення кузова, нерівної дороги, дорожнього просвіту та інші).

Автовиробники можуть застосовувати різні системи підресори, при цьому їх загальний принцип дії завжди однаковий.

Електронний блок керування

Електронний блок керування – елемент системи, що управляє режимами роботи підвіски. Цей елемент аналізує інформацію з датчиків чи отримує сигнал від блоку ручного управління, яким керує водій. Відповідно, у першому випадку коригування відбувається автоматично, а у другому – у ручному режимі.

Цей елемент змінює ступінь своєї жорсткості сигналу від блоку управління. включаються в роботу під час маневрування автомобіля. Адаптивна підвіска використовує цей компонент для зменшення нахилу кузова автомобіля. Сучасні системи управління підвіскою отримують, аналізують та відправляють сигнали до виконуючих механізмів за мілісекунди. Це дозволяє миттєво змінювати налаштування підвіски.

Активні (регульовані) стійки амортизаторів

Цей елемент оперативно реагує на тип дорожнього покриття та режим руху автомобіля, змінюючи ступінь жорсткості системи підресори. Розрізняють активні стійки амортизаторів із електромагнітним клапаном, а також з магнітно-реологічною рідиною. Перший вид стійок змінює жорсткість підвіски за допомогою електромагнітного клапана, що має змінний переріз. Сам переріз змінюється залежно від напруги, що подає електронний блок керування. Другий вид активних стійок амортизаторів заповнений спеціальною рідиною, яка змінює в'язкість за рахунок дії електромагнітного поля. Опір проходженню рідини через клапан амортизатора збільшує жорсткість підвіски.

Датчики

Датчики адаптивної підвіски – це пристрої, призначені для вимірювання різних величин та надсилання інформації в електронний блок керування. Датчик прискорення кузова постійно оцінює якість дороги та спрацьовує при розкачуванні кузова автомобіля. Датчик нерівної дороги реагує на нерівності поверхні, відправляючи сигнал при вертикальних коливаннях. Завдяки цьому сенсору електронний блок управління своєчасно «дізнається» про проходження нерівності. Датчик положення кузова зв'язується з системою керування при різних маневрах автомобіля (прискорення, гальмування), коли задня частина автомобіля стає нижчою за передню і навпаки.

Основні відмінності

Стандартна підвіска, яка встановлюється на бюджетні автомобілі, обмежена у своїх можливостях: вона забезпечує машині хорошу керованість на трасі або комфорт на нерівній дорозі. Адаптивна підвіска має дві головні відмінності від стандартної – це пристосування до поточного дорожнього покриття та стилю водіння. Це підвіска нового рівня, що є системою з безліччю датчиків і активних механізмів. Під час руху на автомобілі з адаптивною підвіскою водій може і не помітити зміни якості дороги.

Цей тип регульованої підвіски не можна назвати інновацією, тому що ця складна конструкція встановлюється на автомобілі не перший рік. Однак зовсім недавно автовиробникам вдалося зробити її компактнішою, при цьому збільшивши функціонал.
Удосконалення цієї частини автомобіля також дозволило зменшити крен кузова та покращити маневреність.

Переваги і недоліки

Переваги адаптивної підвіски:

• найкращі ходові якості автомобіля;
• комфорт та безпека водія та пасажирів при русі.

Головний недолік адаптивної системи підресори - її ціна. Її наявність може значно збільшити початкову вартість автомобіля. При цьому власники машини з таким типом підвіски повинні пам'ятати, що надалі збільшиться вартість її обслуговування.

Застосування

Найбільшого поширення набули адаптивні підвіски з електромагнітним клапаном в активних стійках амортизаторів. Така сукупність механізмів встановлюється на автомобілях Opel, Volkswagen, Toyota, Mercedes-Benz. Шасі з магнітно-реологічною рідиною великої популярності не користується. Його можна знайти на автомобілях Audi, Cadillac і Chevrolet.

Виробники активних підвісок не стоять дома. Вони комбінують всі існуючі варіанти з метою покращити їх характеристики, а також зменшити розмір та масу. Головне завдання – досягти унікальних налаштувань у кожний момент часу для кожного окремого колеса. Це дозволить підняти комфорт та безпеку ще на один щабель, а також покращити керованість та стійкість автомобіля.

Хто в курсі що таке адаптивна підвіска і як вона працює, тоді можете сміливо закривати цю сторінку, хто не знає - ласкаво просимо. У цій публікації ми спробуємо розібратися у конструкції цієї системи, її секретах та особливостях, які виділяють її на тлі інших аналогічних конструкцій.

Для початку розберемося із суттю та термінологією. Головною особливістю адаптивної підвіски (до речі, її іноді називають активною) є те, що вона може змінювати жорсткість амортизаторів, так зване демпфування залежно від стану дорожнього полотна, манери водіння та інших аналогічних параметрів.

Зрозуміло, що всі великі автовиробники хотіли б мати у своєму арсеналі таку систему, адже вона справжня знахідка для сучасного авто. Так і є, причому кожна компанія, яка поважає себе, знаючи що таке адаптивна підвіска, вважала за потрібне створити свою версію цієї технології.

Наприклад:

1. У компанії Toyota вона зветься Adaptive Variable Suspension, що в скороченні AVS (про неї ми вже згадували);
2. Mersedes-Benz – це Adaptive Damping System або ADS;
3. Баварські інженери з BMW назвали свій варіант адаптивної підвіски Adaptive Drive;
4. Volkswagen Adaptive Chassis Control - DCC;
5. Opel назвав Continuous Damping Control - CDS, і так далі.

Не рідкість, коли для досягнення ще більших рівнів комфорту, який потрібен, наприклад, автомобілю бізнес-класу, адаптивну схему поєднують із пневматичною підвіскою. Так зробили в Мерседес з технологією ADS, крім цього аналогічну систему застосовують у Audi.

Адаптивна підвіска для топових автомобілів

Хоча імен у адаптивної схеми практично стільки ж, скільки і автовиробників, способів регулювання жорсткості амортизаторів на даний момент переважно використовується лише два:

• електромагнітними клапанами;
• магнітно-реологічною рідиною

У системах, перерахованих нами вище, а саме: AVS, ADS та Adaptive Drive, використовуються технології з електромагнітними клапанами.

Як це працює?

Як відомо, амортизатор наповнений спеціальною рідиною, і залежно від того, наскільки вільно вона переміщається всередині нього, змінюватиметься і його жорсткість.

В даному випадку підстроювання амортизатора відбувається за допомогою зміни прохідного перерізу клапанів - чим вони вже, тим гірше циркулює рідина і тим жорсткішим стає підвіска. Відповідно, якщо збільшити перетин, то амортизатори стають м'якшими.

Клапани контролюються електричними сигналами від блоку управління, який і задає їм на основі своїх обчислень необхідний рівень затискання.

Система адаптивної підвіски Audi Q7 (пневматика):

Амортизатори з магнітно-реологічною рідиною трапляються рідше. Такі системи використовуються на деяких моделях Cadillac, Chevrolet та Audi.

Рідина з такою складною назвою має одну цікаву властивість через частинки металу, які в ній містяться — при прикладанні магнітного поля ці самі частинки вибудовуються в певному порядку.

Це дозволяє без клапанів регулювати прохідні перерізи в амортизаторах, єдине що потрібно знайти джерело магнітного поля, для чого використовуються котушки, по яких тече електричний струм.

Як і у випадку із клапанами, заправляє їх роботою електронний блок керування.

Все під контролем!

Як було зазначено, контроль над роботою адаптивної підвіски покладено блок управління. У його підпорядкуванні знаходиться розсип датчиків, які відстежують прискорення машини у вертикальній площині, а також величину дорожнього просвіту, що залежить від ходу підвіски.

Система може виконувати деякі дії як автоматично, так і керуватись водієм.

У першому випадку їй дозволяється змінювати рівень жорсткості підвіски в залежності від стану дорожнього полотна, а також підтримувати стабільність кузова в поворотах, при прискореннях та гальмуваннях.

Водій, як правило, може вручну задати ступінь жорсткості амортизаторів, і зазвичай йому на вибір надано три режими: комфортний (найм'якший), спортивний (максимально затиснутий) та нормальний (щось середнє між першими двома).

На завершення кілька слів про плюси і мінуси… Хоча, які у адаптивної підвіски можуть бути недоліки, крім високої вартості, в іншому лише переваги, чим і обумовлено її використання в найдорожчих і розкішних автомобілях.

На цьому по теоретичній частині все, я вам говорю, до нових зустрічей на сторінках нашого блогу, друзі! А ви подивіться кілька коротких відео (не російською) за цією системою.

Дивіться прямо тут, не переходячи в YuoTube!

Система AVS від Toyota:

Система Adaptive Drive від BMW:

Система від Дженерал Моторс з магнітно-реологічною рідиною:

Підвіска, що встановлюється в сучасних автомобілях, є компромісом між комфортом, стійкістю і керованістю. Підвіска з підвищеною жорсткістю гарантує мінімальний рівень крену, відповідно гарантує комфорт і стійкість.

М'яка підвіска характеризується більш плавним ходом, при цьому при виконанні маневрів відбувається розгойдування автомобіля, що призводить до підвищення нестійкості та погіршення керованості.

Тому автоконцерни прагнуть розробляти нові конструкції активної підвіски.

Термін "активна" має на увазі таку підвіску, основні параметри якої змінюються в процесі експлуатації. Впроваджена до неї електронна система дозволяє змінювати необхідні параметри в автоматичному режимі. Конструкцію підвіски можна розділити на її елементи, у кожного з яких змінюються такі параметри:

Деякі типи конструкції використовують вплив відразу на кілька елементів. Найчастіше в активній підвісці застосовуються амортизатори із змінним ступенем демпфування. Така підвіска має назву адаптивна підвіска. Часто цей тип називається напівактивною підвіскою, тому що в ній немає додаткових приводів.

Для зміни демпфуючої здатності амортизаторів задіяні два методи: перший - застосування електромагнітних клапанів, а також наявність спеціальної рідини магнітно-реологічного типу. Нею наповнений сам амортизатор. Управління ступенем демпфування кожного амортизатора індивідуальне та здійснюється електронним блоком управління.

Відомими конструкціями підвіски вищеописаного адаптивного типу є:

• 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).

Варіант активної підвіски, у якій реалізовані спеціальні пружні елементи, вважається найбільш універсальним. Він дозволяє постійно підтримувати необхідну висоту кузова та жорсткість системи підвіски. Але з погляду конструктивних особливостей, вона жорсткіша. Вартість її значно вища, як і ремонт. Крім традиційних пружин у ній встановлені гідропневматичні та пневматичні пружні елементи.

Підвіска Active Body Control, ABC від Mercedes-Benz регулює рівень жорсткості із використанням гідроприводу. Для його роботи у стійку амортизатора під високим тиском нагнітається олія, а на співвісно розташовану пружину впливає гідравлічна рідина.

Блок управління гідравлічними циліндрами амортизаторів отримує дані від 13 різних датчиків, серед яких датчики поздовжнього прискорення, положення кузова, тиску. Наявність системи АВС практично виключає виникнення кренів кузова при поворотах, гальмуванні та прискоренні. При підвищенні швидкості авто більше 60 км/год. система в автоматичному режимі знижує автомобіль на 11 мм.

В основу пневматичної підвіски входить пневматично пружний елемент. Завдяки йому стає можливою зміна висоти кузова щодо дорожнього полотна. Тиск нагнітається елементи за допомогою спеціального електродвигуна з компресором. Жорсткість підвіски при цьому змінюється за допомогою амортизаторів, що демпфуються. Саме за таким принципом і створено підвіску Airmatic Dual Control від Mercedes-Benz, в ній використовується система Adaptive Damping System.

Елементи гідропневматичної підвіски дозволяють регулювати висоту кузова та жорсткість підвіски. Підвіска регулюється за допомогою гідроприводу високого тиску. Гідросистема працює від електромагнітних клапанів. Однією з сучасних прикладів такої підвіски вважається система Hydractive третього покоління, яка встановлюється на автомобілі виробництва компанії Citroеn.

До окремої категорії підвісок активного типу відносять конструкції, у складі яких присутні стабілізатори поперечної стійкості. Вони в даному випадку відповідають за жорсткість підвіски. Рухаючись прямолінійно, стабілізатор не вмикається, ходи підвіски збільшуються. Таким чином, керованість на нерівній дорозі покращується. При виконанні поворотів або стрімкій зміні напрямку руху, жорсткість стабілізатора збільшується, тим самим запобігає виникненню кренів кузова.

Найбільш поширеними видами підвіски є:

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

Цікавий варіант активної підвіски встановлюється на автомобілі Hyundai. Це система активного керування геометрією підвіски (Active Geometry Control Suspension, AGCS). У ній реалізовано можливість зміни довжини важелів. Вони впливають на показники сходження задніх коліс. Під час руху прямо та виконання маневрів на невеликій швидкості, система підбирає мінімальне сходження. При виконанні маневрів на великій швидкості призводить до збільшення сходження, завдяки чому покращується керованість. Система AGCS взаємодіє із системою курсової стійкості.

На читання 4 хв.

Активна підвіска на легких автомобілях. З чого вона складається та як працює. Чи варто встановити таку підвіску на власний автомобіль.

Підвіска є однією з головних частин автомобіля. Якісна та правильно відрегульована, вона додасть комфорту в поїздках, зробить автомобіль більш слухняним в управлінні, зменшить шкідливі для інших частин машини вібрації та поштовхи. Існує багато різних типів підвісок, серед яких явно виділяється адаптивна підвіска або як її називають активна.

Що являє собою адаптивна підвіска?

Активною вона названа тому, що амортизатори можуть підлаштовуватися під потрібний темп їзди в будь-якій ситуації, або навіть на рівній дорозі. Вона являє собою систему різних датчиків та активних елементів, відповідає за пом'якшення ударів від нерівностей дороги та руху кузова автомобіля щодо коліс (гальмування та розгін), виконує загальну функцію підресорювання автомобіля. Виробники комплектують свої підвіски різними датчиками:

• Висоти дорожнього просвіту;
• Спотворення дорожнього полотна;
• Швидкість автомобіля;
• напруги в електронних модулях;
• Ступені демпфування та інші.

Адаптивна підвіска може мати гідравлічний чи пневматичний принцип роботи. Гідравлічний тип більш поширений на повільних і великих автомобілях, оскільки режим його роботи відноситься до помірного і така система не в змозі за час секунди виставити потрібну жорсткість.

Інша справа – гідравліка. Тут вже є поршні, циліндри, рідина, система клапанів та іншого, що дозволяє їй витримати більші навантаження, займати менше місця, а також стати більш продуктивною.

Типи активної підвіски

Адаптивна підвіска, залежно від способу регулювання, ступеня демпфування поділяється на підвіску із системою електромагнітних клапанів та з магнітно-реологічною рідиною всередині. Обидва варіанти застосовуються донині, але найпоширеніший саме перший. Це зумовлено деякими причинами:

1. Дешевизна;
2. Простіша при обслуговуванні;
3. Просте налаштування;
4. Потрібний менш пильний догляд.

Принцип роботи ось у чому. Різноманітні датчики сприймають всю необхідну інформацію, після чого передають дані до електронного блоку управління. Там інформація обробляється, з чого комп'ютером робиться висновок про визначення необхідної жорсткості амортизаторів у цій ситуації. Під час подачі великого струму на електромагнітні клапани, діаметр прохідного перерізу зменшується, що, у свою чергу, підвищує жорсткість підвіски.

Підвіска із спеціальною рідиною працює дещо інакше. Інформацію, зібрану датчиками, обробляє електронний блок управління, потім приймається рішення для віддачі команди подачі напруги, тільки вже не безпосередньо в електромагнітні клапани, а в електромагнітне реле, що вбудовується в поршень. В результаті утворюється магнітне поле, яке буквально керує магнітно-реологічною рідиною. Ця рідина містить у собі металеві частинки, які під впливом магнітних сил вишиковуються вздовж поля, відповідно - консистенція стає в'язкою, а тиск вище - рівень ступеня демпфування зросте.

Переважна більшість автомобільних компаній все частіше використовують у своїх конструкціях активну підвіску, причому кожен намагається назвати різновид стандартної технології по-різному.

Комфорт

Безперечно, комфорт, отриманий під час їзди з адаптивною підвіскою, вищий у порівнянні з іншими типами підвісок. З такою системою ви повністю контролюватимете автомобіль навіть у найбільш непередбачуваних ситуаціях, наприклад, на сильному ожеледиці або бездоріжжі.

Дрібні або навіть середні вибоїни стануть просто непомітними, а на поворотах крен кузова знизиться до мінімуму, що забезпечить практично повністю горизонтальне положення навіть при швидкому повороті.

При цьому навіть не доведеться стежити за рівнем її регулювання та налаштування, оскільки блок управління сам вирішує, яку жорсткість застосувати для того чи іншого амортизатора.

Регулювання

Регулювання підвіски може проходити кількома способами як у ручному, і автоматичному режимі. Зазвичай на панелі керування автомобіля є відповідні центри керування, які дозволяють вибрати кілька режимів їзди, наприклад: спорт, місто, бездоріжжя і так далі, в цьому випадку БУ зробить все без втручання користувача. Іноді можливе створення нових і редагування вже існуючих режимів. Можна відрегулювати підвіску механічним шляхом.