Что такое адаптивная подвеска

Подвеске автомобиля приходится выполнять свои задачи по комфорту езды и обеспечению управляемости в самых различных дорожных условиях. Из-за этого почти все её свойства и численные характеристики приходится выбирать по соображениям компромисса, что не позволяет достичь идеала в принципе.

Помочь в такой ситуации может лишь усложнение подвески добавлением в неё свойства адаптации к текущим условиям. Это делает подвеску активной, хотя адаптация – лишь частный случай активных подвесок как класса.

С самого названия, что подвеска адаптивная, становится понятно – система может автоматически или посредством команд бортового компьютера менять те или иные характеристики, параметры и подстраиваться под требования водителя или дорожного покрытия. В некоторых производителей данный вариант механизма так же встречается под названием полуактивная.

Основной характеристикой всего механизма считается степень демпфирования амортизаторов (скорость затухания колебаний и минимизация передачи ударов на кузов). Первые упоминания адаптивного механизма известны еще с 50-ых годов ХХ века. Тогда производители стали использовать гидропневматические стойки, вместо традиционных амортизаторов и пружин. Для основы послужили гидроцилиндры и гидроаккумуляторы в виде сфер. Принцип работы был достаточно прост, за счет изменения давления жидкости, менялись параметры основы и ходовой части автомобиля.

Первым автомобилем, на котором встречалась гидропневматическая стойка – Citroen, выпущенный в 1954 году. В дальнейшем такой же механизм стали использовать для автомобилей марки DS, а начиная с 90-ых годов, появилась подвеска Hydractive, которую по сей день, инженеры используют и дорабатывают. За счет добавления электроники и систем автоматического управления, механизм самостоятельно может приспосабливаться к дорожному покрытию или стилю вождения водителя. Таким образом, понятно, что основной частью адаптивного механизма в наши дни считается электроника и гидропневматические стойки, способные менять характеристики на основе разных датчиков и анализа бортового компьютера.

Регулировка

Регулировать адаптацию можно с помощью органов управления с водительского места. Это сводится к примерному предсказанию условий работы. Для скоростных пробегов по автомагистралям лучше использовать спортивный режим, а по не очень качественным дорогам выбирать комфорт и бездорожье.

Возможно также вмешательство в отдельные элементы через бортовый компьютер. Механические регулировки доступны, но практически не используются, проще внести коррективы с дилерского сканера.

Например, создать чисто авторский набор параметров подвески и запомнить его в виде отдельного пользовательского режима. Подобно тому, как при настройке сидений машина запоминает конкретного водителя.

Типы активной подвески

Адаптивная подвеска
Адаптивная подвеска, в зависимости от способа регулирования, степени демпфирования делится на подвеску с системой электромагнитных клапанов и с магнитно-реологической жидкостью внутри. Оба варианта применяются по сей день, но более распространён именно первый. Это обусловлено некоторыми причинами:

Дешевизна;
Более проста при обслуживании;
Простая настройка;
Требуется менее пристальный уход.

Принцип работы заключается в следующем. Разнообразные датчики воспринимают всю необходимую информацию, после чего передают данные в электронный блок управления. Там информация обрабатывается, из чего компьютером делается вывод об определении нужной жёсткости амортизаторов в данной ситуации. Во время подачи большого тока на электромагнитные клапаны, диаметр из проходимого сечения уменьшается, что, в свою очередь, повышает жёсткость подвески.

Подвеска со специальной жидкостью работает несколько иначе. Информацию, собранную датчиками, обрабатывает электронный блок управления, затем принимается решение для отдачи команды подачи напряжения, вот только уже не напрямую в электромагнитные клапаны, а в электромагнитное реле, встраиваемое в поршень. В результате образуется магнитное поле, которое буквально управляет магнитно-реологической жидкостью. Эта жидкость содержит в себе металлические частицы, которые под воздействием магнитных сил выстраиваются вдоль поля, соответственно — консистенция становится вязкая, а давление выше — уровень степени демпфирования возрастёт.

Подавляющее множество автомобильных компаний все чаще используют в своих конструкциях активную подвеску, причём каждый старается назвать разновидность стандартной технологии по-разному.

Комфорт

Несомненно, комфорт, полученный во время езды с адаптивной подвеской более высок в сравнении с другими типами подвесок. С такой системой вы будете полностью контролировать автомобиль даже в самых непредсказуемых ситуациях, к примеру, на сильном гололёде или бездорожье.

Мелкие или даже средние выбоины станут просто незаметными, а на поворотах крен кузова снизится до минимума, что обеспечит практически полностью горизонтальное положение авто даже при быстром повороте.

При всём этом даже не придётся следить за уровнем её регулировки и настройки, поскольку, блок управления сам решает, какую жёсткость применить для того или иного амортизатора.

Система динамического управления

Весьма интересно реализована адаптивная подвеска в автомобилях Opel, с их системами IDS и CDC. Они так же позволяют регулировать все стойки автомобиля в отдельности друг от друга. А новое поколение подвески FlexRide позволяет нажатием кнопки выбрать спортивный, динамический режим работы подвески, либо мягкий и комфортный. При этом система меняет не только характеристики амортизаторов, а еще и педали газа, рулевого управления и динамической стабилизации. В стандартном же режиме, активная подвеска от Opel сама адаптируется к вашей манере езды.

Как устроена адаптивная подвеска автомобиля

В зависимости от производителя, подвеска может видоизменяться и менять составные детали, но есть те элементы, которые будут стандартными для всех вариантов. Как правило, в такой набор входит:

электронный блок управления;
активные стойки (регулируемые стойки автомобиля);
стабилизаторы поперечной устойчивости с функцией регулировки;
разнообразные датчики (неровность дороги, крен кузова, клиренса и другие).

Каждый из перечисленных элементов несет существенную ответственность в функционале адаптивной системы авто. Электронный блок управления

подвеской автомобиля считается сердцем механизма, именно он отвечает за выбор режима и настройку отдельных механизмов. Как правило, он анализирует информацию, собранную с разных датчиков, либо же получает команду от ручного блока (селектор, которым управляет водитель). В зависимости от поступившего вида сигнала, корректировка жесткости будет автоматической (в случае сбора информации с датчиков) или же принудительным (по команде водителя).

Суть работы стабилизатора с электронной регулировкой

такая же, как и в обычном стабилизаторе поперечной устойчивости, только разница в возможности регулировки степени жесткости, в зависимости от команды блока управления. Зачастую он срабатывает в момент маневрирования автомобиля, за счет чего уменьшается крен кузова. Блок управления способен просчитать сигналы за миллисекунды, что позволяет мгновенно реагировать на неровности дороги и разные ситуации.

Датчики для адаптивной основы

автомобиля – обычно специальные устройства, предназначением которых является измерение и сбор информации и передача на центральный блок управления. Для примера, датчик ускорения машины собирает данные о качестве дорогие, а в момент раскачки кузова срабатывает и передает информацию в блок управления.

Второй датчик – датчик неровности дороги, он реагирует на неровности и передает информацию о вертикальном колебании кузова автомобиля. Многие считают именно его главным, так как он отвечает за дальнейшую регулировку стоек. Не менее важным считается датчик положения кузова автомобиля, он отвечает за горизонтальное положение и во время маневров передает данные о наклоне кузова (при торможении или разгоне). Зачастую в такой ситуации кузов автомобиля наклоняется вперед при резком торможении или же назад в случае резкого ускорения.

Последняя деталь адаптивной системы — регулируемые (активные) стойки

. Данные элементы быстро реагируют на дорожное покрытие, а так же на стиль передвижения транспортного средства. За счет изменения давления жидкости внутри, меняется и жесткость подвески в целом. Специалисты выделяют два основных типа активных стоек: с магнитно-реологической жидкость и с электромагнитным клапаном.

Первый вариант активных стоек

заполнен специальной жидкостью. Вязкость жидкости может меняться в зависимости от силы воздействия электромагнитного поля. Чем выше сопротивление жидкости прохождения через клапан, тем более жесткой будет основа автомобиля. Такие стойки используются в автомобилях марки Cadillac и Chevrolet (MagneRide) или Audi (Magnetic Ride).

Стойки с электромагнитным клапаном

меняют свою жесткость методом открытия или закрытия клапана (клапан с переменным сечением). В зависимости от команды блока управления, сечение меняется, соответственно меняется и жесткость стоек. Такой тип механизма можно встретить на подвесках автомобилей Volkswagen (DCC), Mercedes-Benz (ADS), Toyota (AVS), Opel (CDS) и BMW (EDC).

Как работает адаптивная подвеска автомобиля

Одно дело разобрать основные элементы адаптивной подвески, но другое дело понять, как она работает. Ведь именно сам принцип работы даст понятие о возможностях и вариантах использования. Для начала рассмотрим вариант автоматического управления подвеской, когда за уровень жесткости и настройки отвечает бортовой компьютер и электронный блок управления. В такой ситуации система собирает всю информацию с датчиков клиренса, ускорения и других датчиков, после чего передает все на блок управления.

На видео представлен принцип работы адаптивной подвески Volkswagen

Последний, анализирует информацию и делает выводы о состоянии дорожного покрытия, стиля езды водителя и прочих характеристиках автомобиля. В соответствии с выводами, блок передает команды на регулировку жесткости стоек, управление стабилизатором поперечной устойчивости, а так же другие элементы, которые отвечают за комфорт в салоне и привязаны к работе адаптивной основы авто. Стоит понимать, что все элементы и детали связаны между собой и работают не только на прием команд, но и отвечают о состоянии, отработанных командах и необходимости корректировки определенных узлов. Получается, что система, помимо передачи запрограммированных команд, еще и учится (адаптируется) под требования водителя или неровности дороги.

В отличие от автоматического управления адаптивной подвеской машины, ручное управление отличается по принципу работы. Специалисты выделяют два основных направления: первый – когда водитель принудительно задает жесткость за счет корректировки стоек (с помощью регуляторов в салоне авто). Второй вариант полуручной или полуавтоматический

, так как изначально режимы зашиты в специальный блок, а водителю остается только выбрать режим передвижения. Соответственно электронный блок адаптивной подвески передает команды механизмам, чтоб установить жесткость механизма. В таком случае информация с датчиков считывается минимально, чаще используется для корректировки имеющихся параметров, чтоб сделать основу максимально комфортной для тех или иных условий дорожного покрытия. Среди самых распространенных режимов настройки встречается: нормальный, спортивный, комфортны и для езды по бездорожью.

Применение в подвеске реологической (магнитной) жидкости В состав магнитной жидкости входят металлические частички, выстраивающиеся при воздействии магнитного электрического поля, по линиям этого поля. В таком амортизаторе, который заполнен магнитной жидкостью, нет обычных клапанов. Вместо таких клапанов в их поршне сделаны каналы, по которым идет протекание жидкости. Поршневое устройство включает в себя наличие катушек, работающих по электромагнитному принципу. Когда на катушки подается напряжение, частички реологической жидкости строятся в прямые электромагнитного поля, таким образом, создавая сопротивляемость в поршневых каналах. За счет этого увеличивается демпформирование в жесткой подвеске. Использование этого вида жидкости в создании и конструкции адаптивных подвесок применяется редко: обычно в автомобилях «Кадиллак», «Шевролле», «Ауди».

Разновидности входных конструкций Регулировка демформирования амортизационной системы осуществляется при помощи электроники. В устройстве такой электронной системы есть входные конструкции, конструкции исполнительнее, блок для управления системой. В управлении полуактивной подвески могут принимать участие такие входные приспособления:

переключатель на разные режимы работы;
датчики (показатели) дорожных ( путевых) просветов;
показатели для кузовного ускорения;

Переключатели рабочих режимов помогают настроить демпформирование подвески. Показателем просвета фиксируется ход полуактивной подвески при сжатии и при отбое. А показатель кузовного ускорения фиксирует ускорение. Исходя от типа и устройства подвески — может различаться количество и характеристика таких датчиков-показателей. В подвеске Фольсвагена, к примеру, установлено по два датчика для просвета и для ускорения.

Работа показателей Показатели издают сигналы, а их уже ловит блок, который управляет подвеской, и уже там по специальной программе эти сигналы обрабатываются, а потом формируются в управляющие сигналы, идущие на следующие устройства — клапаны регулировки и магнитные катушки. Работая, блок, управляющий такой подвеской, берет (считывает) специальные информационные данные с блоков других систем транспортного средства. К таким блокам относятся рулевые усилители, а также устройства управляющие как двигателями, так и коробками передач и так далее.

Датчики, установленные для дорожных просветов, считывают информацию, когда автомобиль движется. Если есть неровности на дороге, ямы, то кузов машины будет раскачиваться сильнее, и система сама настроит демпформирование амортизации.

Датчики следят за ситуацией на дороге. Повороты, увеличение скорости, уменьшение скорости – все это ими учитывается. Когда водитель тормозит, то передок машины будет опускаться ниже задней его части. А если набирает скорость, то все будет наоборот. Чтобы обеспечить кузов автомобиля в горизонтальном положении, регулировка демпформирования амортизаторов, находящихся сзади и спереди существенно различается. Когда машина поворачивает, обязательно какая-нибудь из ее сторон будет выше, а другая – ниже.

При разных поворотах воздействует на транспортное средство инерционная сила, потому так и происходит. Система, управляющая адаптивной подвеской, производит разделение регулировки между левыми и правыми амортизаторами, обеспечивая устойчивое положение машины при поворотах.

Можно сделать вывод, что в процессе этого, используя сигналы показателей и датчиков, блок, который управляет адаптивной подвеской, осуществляет формирование сигналов. Такие сигналы формируются для каждого амортизатора отдельно. Эти факторы обеспечивают максимальный комфорт, а также безопасную работу подвески.

Рабочие режимы Конструкция полуактивной подвески рассчитана обычно на три рабочих режима: на нормальный, на спортивный, на комфортный. Все эти режимы могут быть выбраны водителем, и зависят от его потребностей и желания. Каждый из режимов осуществляет автоматическую регулировку демпформирования в соответствии с установленными параметрами.

ПЛЮСЫ АДАПТИВНОЙ ПОДВЕСКИ:

Высокий уровень комфорта независимо от типа дорожного покрытия, особенно это применимо к пневмоподвескам. Зажимая амортизатор и пружину на хорошей дороге и ослабляя на ухабах, можно добиться стабильного поведения машины на любом типе покрытия. При этом кузов автомобиля будет находиться всегда в одном положении, независимо от загрузки.
Хорошая управляемость на больших скоростях и в крутых виражах. Отсутствие раскачки на волнах. Как правило, переключение в спортивный режим влечет за собой изменение не только жесткости амортизаторов, но и остроты рулевого управления, отклика на педаль газа. Позволяет раскрыть спортивный потенциал автомобиля на гоночном треке или иной специально подготовленной трассе.
Уменьшение нагрузки на несущие элементы кузова, снижение износа шин, уменьшение тормозного пути. Все это обеспечивается правильным распределением нагрузки по осям при разгоне и торможении.
Адаптация к стилю каждого водителя, возможность самостоятельного выбора режима подвески, точная настройка для конкретных дорожных условий.

Видео: работа адаптивной подвески на примере Skoda Superb

МИНУСЫ АДАПТИВНОЙ ПОДВЕСКИ:

Сложность устройства и цена. Понятно, что столь продвинутая система не обходится без большого количества датчиков, компьютера для обработки данных о скорости, крене автомобиля и самих амортизирующих устройств в подвеске. Сложность электронной начинки может приводить к сбоям в работе, особенно в сложных климатических условиях. Как правило, такой тип подвески применяется в топовых моделях всех автопроизводителей и предназначен искушенному водителю.
Сложность в дальнейшей эксплуатации подразумевает более квалифицированное сервисное обслуживание по сравнению с традиционными амортизаторами. В большинстве случаев, для правильной настройки потребуется специальный сканер и другое оборудование.
Надежность адаптивной подвески ниже, чем у традиционной. Это может иметь решающее значение при выборе автомобиля для удаленных районов и бездорожья.
Потери в стоимости при продаже автомобиля – с этим приходится сталкиваться после нескольких лет эксплуатации, когда машина, оснащенная современной активной подвеской, может при продаже потерять больше, чем с простой механической. Опять же все зависит от качества проводимого сервисного обслуживания.

Таким образом, адаптивная подвеска стала настоящим прорывом в области автомобилестроения. Автопроизводители, комбинируя их различные варианты, стали создавать машины с уникальными настройками.

Это привело к росту безопасности и комфорта, позволило добиться лучшей управляемости и устойчивости, сделать вождение автомобиля интересным и захватывающим .

Неисправности

Наиболее часто встречаются отказы датчиков, что связано с их непрерывной работой и наличием механических считывающих контактов. Неполадки в датчиках достаточно легко диагностируются по кодам ошибки сканеров.

Регулярной замены требуют также адаптивные амортизаторы. В них возникают течи и поломки электроклапанов. Хотя в целом их надёжность ненамного хуже, чем у более традиционных узлов.

Гораздо хуже обстоят дела в подвесках с применением пневматики. Здесь может отказать компрессор, прохудиться пневмобаллоны и возникнуть коррозия управляющих магистралей.

Основные отличия адаптивной подвески

Сравнивая выше описанное устройство адаптивной подвески и других, например многорычажной или МакФерсон, отличия можно заметить даже без специальных навыков в области конструкции автомобиля. Например, МакФерсон хоть и комфортная, но пересечение между хорошим и плохим дорожным покрытием будет ощущаться пассажирами в салоне машины. Управляемость такой подвеской на плохой дороге теряется и не всегда самая лучшая в случае езды по бездорожью.

Что касается адаптивной, то водитель, по сути, может и не понять, когда автомобиль попал на плохое дорожное покрытие. Система молниеносно подстраивается, меняет условия управления и жесткость стоек. Датчики становятся более чувствительными, а стойки быстрей реагируют на команды электронного блока управления.

По устройству механизма, помимо специфических стоек, система отличается множеством датчиков, самим устройством деталей, а так же громоздким видом, который легко заметить, заглянув за колесо автомобиля. Стоит отметить, что такая подвеска автомобиля постоянно развивается и говорить о конкретном строении или отличиях смысла нет. Инженеры разных производителей учитывают недочеты, делая дорогие детали более дешевыми, увеличивают срок службы и расширяют возможности. Если говорить о сходстве с другими известными подвесками, то адаптивная система, больше всего подходит под строение многорычажной, или на двойных поперечных рычагах.

Преимущества и недостатки

Несомненно, что у подобных подвесок недостаток лишь один – высокая цена при заказе данной опции и значительные затраты в случае поломки. Само обслуживание потребует персонала высокой квалификации, простой мастер по ходовой уже не справится. Управляемые элементы также обойдутся вдвое-втрое дороже обычных.

Но преимущества перевешивают. Прежде всего, это безопасность. Адаптация подвески позволит избежать аварий, связанных с потерей автомобилем управляемости. Машина будет цепляться за дорогу всегда и в любых условиях, предел её скоростных возможностей в поворотах качественно сдвигается в сторону увеличения.

Комфорт активных подвесок тоже способен удивить. Особенно это касается самых современных систем, когда машина способна распознать неровность, на которую она ещё не наехала колесом.

Шасси буквально облизывает любой профиль дороги в широких, но всё же разумных пределах. Водитель и пассажиры гораздо меньше устают и способны переносить дальние автомобильные путешествия.

На какие автомобили устанавливают адаптивную подвеску

Сегодня найти машину с адаптивной подвеской намного проще, чем лет 10 тому. Можно сказать, что многие премиальные автомобили или внедорожники укомплектованы подобным механизмом. Конечно это плюс к стоимости машины, но и плюс к комфорту и управлению. Среди самых популярных моделей можно назвать:

Toyota Land Cruiser Prado;
Audi Q7;
BMW X5;
Mercedes-Benz GL-Class;
Volkswagen Touareg;
Opel Movano;
BMW 3-Series;
Lexus GX 460;
Volkswagen Caravelle.

Естественно это минимальный список автомобилей, которые можно встретить на улице в любом городе. За счет своих отличных качеств комфорта и возможности приспосабливаться к дороге, адаптивная основа все больше становится популярной.

Схема устройства адаптивной подвески автомобиля

На фото представлена схема адаптивной подвески Audi Q7

Датчик передней оси;
Датчик уровня кузова (передний левый);
Датчик ускорения кузова (передний левый);
Ресивер 2;
Датчик уровня, задний;
Демпфер задней оси;
Датчик ускорения кузова, задний;
Ресивер 1;
Блок управления адаптивной подвеской;
Кнопка управления клиренсом в багажнике авто;
Блок подачи воздуха с блоком клапанов;
Датчик ускорения кузова, передний правый;
Правый передний датчик уровня.