Адаптивная регулируемая подвеска: в чём секрет управляемости дорогих авто? Адаптивная подвеска, повышенный комфорт или головная боль Авто с адаптивной подвеской

Адаптивная подвеска (другое наименование полуактивная подвеска ) – разновидность активной подвески, в которой степень демпфирования амортизаторов изменяется в зависимости от состояния дорожного покрытия, параметров движения и запросов водителя. Под степенью демпфирования понимается быстрота затухания колебаний, которая зависит от сопротивления амортизаторов и величины подрессоренных масс. В современных конструкциях адаптивной подвески используется два способа регулирования степени демпфирования амортизаторов:

• с помощью электромагнитных клапанов;
• с помощью магнитно-реологической жидкости.

При регулировании с помощью электромагнитного регулировочного клапана изменяется его проходное сечение в зависимости от величины воздействующего тока. Чем больше ток, тем меньше проходное сечение клапана и соответственно выше степень демпфирования амортизатора (жесткая подвеска).

С другой стороны, чем меньше ток, тем больше проходное сечение клапана, ниже степень демпфирования (мягкая подвеска). Регулировочный клапан устанавливается на каждый амортизатор и может располагаться внутри или снаружи амортизатора.

Амортизаторы с электромагнитными регулировочными клапанами используются в конструкции следующих адаптивных подвесок:

Магнитно-реологическая жидкость включает металлические частицы, которые при воздействии магнитного поля выстраиваются вдоль его линий. В амортизаторе, заполненном магнитно-реологической жидкостью, отсутствуют традиционные клапаны. Вместо них в поршне имеются каналы, через которые свободно проходит жидкость. В поршень также встроены электромагнитные катушки. При подаче на катушки напряжения частицы магнитно-реологической жидкости выстраиваются по линиям магнитного поля и создают сопротивление движению жидкости по каналам, чем достигается увеличение степени демпфирования (жесткости подвески).

Магнитно-реологическая жидкость используется в конструкции адаптивной подвески значительно реже:

• MagneRide от General Motors (автомобили Cadillac, Chevrolet);
• Magnetic Ride от Audi.

Регулирование степени демпфирования амортизаторов обеспечивает электронная система управления, которая включает входные устройства, блок управления и исполнительные устройства.

В работе системы управления адаптивной подвески используются следующие входные устройства: датчики дорожного просвета и ускорения кузова , переключатель режимов работы.

С помощью переключателя режимов работы производится настройка степени демпфирования адаптивной подвески. Датчик дорожного просвета фиксирует величину хода подвески на сжатие и на отбой. Датчик ускорения кузова определяет ускорение кузова автомобиля в вертикальной плоскости. Количество и номенклатура датчиков различается в зависимости от конструкции адаптивной подвески. Например, в подвеске DCC от Volkswagen устанавливается два датчика дорожного просвета и два датчика ускорения кузова впереди автомобиля и по одному - сзади.

Сигналы от датчиков поступают в электронный блок управления, где в соответствии с заложенной программой происходит их обработка и формирование управляющих сигналов на исполнительные устройства – регулировочные электромагнитные клапаны или электромагнитные катушки. В работе блок управления адаптивной подвески взаимодействует с различными системами автомобиля: усилителем рулевого управления , системой управления двигателем , автоматической коробкой передач и другими.

В конструкции адаптивной подвески обычно предусмотрено три режима работы: нормальный, спортивный и комфортный.

Режимы выбираются водителем в зависимости от потребности. В каждом режиме осуществляется автоматическое регулирование степени демпфирования амортизаторов в пределах установленной параметрической характеристики.

Показания датчиков ускорения кузова характеризуют качество дорожного покрытия. Чем больше неровностей на дороге, тем активнее раскачивается кузов автомобиля. В соответствии с этим система управления настраивает степень демпфирования амортизаторов.

Датчики дорожного просвета отслеживают текущую ситуацию при движении автомобиля: торможение, ускорение, поворот. При торможении передняя часть автомобиля опускается ниже задней, при ускорении – наоборот. Для обеспечения горизонтального положения кузова регулируемая степень демпфирования передних и задних амортизаторов будет различаться. При повороте автомобиля вследствие инерционной силы одна из сторон всегда оказывается выше другой. В данном случае система управления адаптивной подвески раздельно регулирует правые и левые амортизаторы, чем достигается устойчивость при повороте.

Таким образом, на основании сигналов датчиков блок управления формирует управляющие сигналы для каждого амортизатора в отдельности, что позволяет обеспечить максимальную комфортность и безопасность для каждого из выбранных режимов.

Адаптивная подвеска, как и любая другая система подрессоривания, представляет собой совокупность узлов и механизмов, которые обеспечивают комфорт и безопасность передвижения водителя и пассажиров. От качества подвески зависят управляемость и устойчивость автомобиля, а также срок службы других узлов и механизмов. Поэтому все чаще автолюбители делают выбор в пользу регулируемой подвески, которая подстраивается под любой тип дорожной поверхности.

Принцип работы

Адаптивной подвеской называют такой тип подвески, которая автоматически изменяет свои характеристики (адаптируется) во время движения. Сразу отметим, что активная подвеска – это общее определение, а адаптивная система подрессоривания является ее разновидностью.

Общий вид адаптивной подвески

Для успешной работы системе необходимо собрать информацию о текущих условиях движения автомобиля – этим занимаются различные датчики и сенсоры. В анализируемую информацию входят тип дорожной поверхности, положение кузова, параметры движения, стиль управления автомобилем и другие данные (зависит от разновидности адаптивного шасси). Далее в работу вступает электронный блок управления, который за доли секунды анализирует данные, полученные от датчиков, и отправляет управляющие сигналы на исполнительные устройства – активные стойки и стабилизаторы поперечной устойчивости. В результате механизм мгновенно подстраивается под конкретные условия.

В случае получения команды от блока ручного управления подвеской система подрессоривания начнет адаптироваться под выбранный водителем режим. Обычно используется три режима работы подвески: нормальный, комфортный и спортивный.

Элементы адаптивной подвески

Адаптивная подвеска обычно включает в себя следующие элементы:

• электронный блок управления подвеской;
• регулируемые стабилизаторы поперечной устойчивости;
• активные (регулируемые) стойки амортизаторов;
• датчики (ускорения кузова, неровной дороги, дорожного просвета и другие).

Автопроизводители могут применять различные системы подрессоривания, при этом их общий принцип действия всегда одинаков.

Электронный блок управления

Электронный блок управления – элемент системы, управляющий режимами работы подвески. Данный элемент анализирует информацию с датчиков либо получает сигнал от блока ручного управления, которым управляет водитель. Соответственно, в первом случае корректировка происходит автоматически, а во втором – в ручном режиме.

Регулируемый стабилизатор поперечной устойчивости

Данный элемент меняет степень своей жесткости по сигналу от блока управления. включаются в работу при маневрировании автомобиля. Адаптивная подвеска использует этот компонент для уменьшения крена кузова автомобиля. Современные системы управления подвеской получают, анализируют и отправляют сигналы к исполняющим механизмам за миллисекунды. Это позволяет мгновенно менять настройки подвески.

Активные (регулируемые) стойки амортизаторов

Активный амортизатор с магнитно-реологической жидкостью

Этот элемент оперативно реагирует на тип дорожного покрытия и режим движения автомобиля, изменяя степень жесткости системы подрессоривания. Различают активные стойки амортизаторов с электромагнитным клапаном, а также с магнитно-реологической жидкостью. Первый вид стоек изменяет жесткость подвески с помощью электромагнитного клапана, который имеет переменное сечение. Само сечение меняется в зависимости от напряжения, которое подает электронный блок управления. Второй вид активных стоек амортизаторов заполнен специальной жидкостью, которая изменяет вязкость за счет воздействия электромагнитного поля. Сопротивление прохождению жидкости через клапана амортизатора увеличивает жесткость подвески.

Датчики

Датчик ускорения Bosch

Датчики адаптивной подвески – это устройства, предназначенные для измерения различных величин и отправки информации в электронный блок управления. Датчик ускорения кузова постоянно оценивает качество дороги и срабатывает при раскачке кузова автомобиля. Датчик неровной дороги реагирует на неровности дорожной поверхности, отправляя сигнал при вертикальных колебаниях. Благодаря этому сенсору электронный блок управления своевременно «узнает» о прохождении неровности. Датчик положения кузова связывается с системой управления при различных маневрах автомобиля (ускорении, торможении), когда задняя часть автомобиля становится ниже передней и наоборот.

Основные отличия

Стандартная подвеска, которая устанавливается на бюджетные автомобили, ограничена в своих возможностях: она обеспечивает машине хорошую управляемость на трассе либо комфорт на неровной дороге. Адаптивная подвеска имеет два главных отличия от стандартной – это приспосабливание к текущему дорожному покрытию и стилю вождения. Это подвеска нового уровня, представляющая собой систему со множеством датчиков и активных механизмов. При движении на автомобиле с адаптивной подвеской водитель может и не заметить изменение качества дороги.

Данный тип регулируемой подвески нельзя назвать инновацией, так как эта сложная конструкция устанавливается на автомобили не первый год. Однако совсем недавно автопроизводителям удалось сделать ее компактнее, при этом увеличив функционал.
Усовершенствование этой части автомобиля также позволило уменьшить крен кузова и улучшить маневренность.

Преимущества и недостатки

Преимущества адаптивной подвески:

• лучшие ходовые качества автомобиля;
• комфорт и безопасность водителя и пассажиров при движении.

Главный недостаток адаптивной системы подрессоривания — ее цена. Ее наличие может на порядок увеличить изначальную стоимость автомобиля. При этом владельцы машины с таким типом подвески должны помнить, что в дальнейшем увеличится и стоимость ее обслуживания.

Применение

Наибольшее распространение получили адаптивные подвески с электромагнитным клапаном в активных стойках амортизаторов. Такая совокупность механизмов устанавливается на автомобилях Opel, Volkswagen, Toyota, Mercedes-Benz. Шасси с магнитно-реологической жидкостью большой популярностью не пользуется. Его можно обнаружить на автомобилях Audi, Cadillac и Chevrolet.

Производители активных подвесок не стоят на месте. Они комбинируют все имеющиеся варианты с целью улучшить их характеристики, а также уменьшить размер и массу. Главная задача – добиться уникальных настроек в каждый момент времени для каждого отдельного колеса. Это позволит поднять комфорт и безопасность еще на одну ступень, а также улучшить управляемость и устойчивость автомобиля.

Адаптивная подвеска (полуактивная подвеска) - представляет собой разновидность подвески активного типа. Степень демпфирования установленных в ней амортизаторов изменяется, исходя из состояния дорожного полотна, манеры вождения и предпочтения водителя. Уровень демпфирования подразумевает скорость затухания возникающих в процессе работы амортизатора колебаний. Этот показатель зависит от величины сопротивления и показателей подрессоренных масс.

В современной адаптивной подвеске применяются два метода регулировки уровня демпфирования амортизаторов:

• с помощью электромагнитных клапанов;
• с помощью магнитно-реологической жидкости.

Первый метод основан на изменении проходного сечения клапана. Оно изменяется в зависимости от подаваемого напряжения. Чем выше напряжение, тем меньше становится пропускная способность клапана - соответственно увеличивается и жесткость амортизатора. Если напряжение снижается, пропускная способность уменьшается.

Амортизаторы с подобными электромагнитными клапанами устанавливаются в различных видах подвесок, вот некоторые из них:

• Adaptive Chassis Control, DCC от Volkswagen;
• Adaptive Damping System, ADS от Mersedes-Benz (в составе пневматической подвески Airmatic Dual Control);
• Adaptive Variable Suspension, AVS от Toyota;
• Continuous Damping Control, CDS от Opel;
• Electronic Damper Control, EDC от BMW (в составе активной подвески Adaptive Drive).

Второй метод изменения степени демпфирования подразумевает использование магнитно-реологическую жидкость. Ее частицы при воздействии магнитного поля выстраиваются в линию. Амортизаторы, внутри которых находится такая жидкость, не имеют клапанов. Их функцию выполняют специальные электромагнитные катушки, расположенные внутри поршня. На поршне имеются канавки, сквозь которые в обычном состоянии свободно проходит жидкость. При подаче тока на катушки, жидкость создает определенное сопротивление и для перемещения поршня требуется большее усилие. Таким образом и увеличивается степень демпфирования (жесткость подвески).

Подобная конструкция используется в адаптивной подвеске следующих типов:

• MagneRide от General Motors (автомобили Cadillac, Chevrolet);
• Magnetic Ride от Audi.

Управление степенью изменения показателей демпфирования происходит с помощью блока управления, датчиков и ряда исполнительных устройств.

В группу датчиков входят: датчик уровня дорожного просвета, ускорения кузова и переключатель изменения режимов жесткости подвески.

Датчики отправляют сигналы в блок управления, после чего происходит их обработка. В соответствии с заложенной программой на исполнительные устройства поступают необходимые команды. В своей работе, блок управления изменением степени жесткости подвески взаимодействует со многими системами авто: гидроусилителем, системой управления двигателем, автоматической коробкой передач .

Адаптивная подвеска традиционно имеет три режима работы: комфортный, нормальный и спортивный.

В зависимости от дорожных условий и предпочтений водителя, он может самостоятельно устанавливать желаемый режим. В соответствии с выбранным режимом, блок управления придерживается заданной программы, которая хранит в себе необходимые данные о степени демпфирования амортизаторов.

Датчик ускорения определяет качество дорожного полотна и если на дороге много неровностей, вызывающих качание кузова, то система автоматически подстраивает нужную величину демпфирования.

Особое влияние на работу систему оказывает датчик дорожного просвета. Так, например, при торможении уменьшается просвет передней части автомобиля, а при ускорении, напротив задней части. Аналогичные изменения в дорожном просвете происходят при выполнении поворотов, когда кузов наклоняется в противоположную от поворота сторону.

Таким образом, адаптивная подвеска обеспечивает максимальный уровень комфорта в любой ситуации.

Она начинается в середине 50-х годов прошлого века, когда французская фирма Citroen установила гидропневматику на заднюю ось представительного Traction Avant 15CV6, а чуть позже - на все четыре колеса модели DS. На каждом амортизаторе располагалась сфера, разделенная мембраной на две части, в которых находится рабочая жидкость и подпирающий ее газ под давлением.

В 1989 году появилась модель XM, на которой установили активную гидропневматическую подвеску Hydractiv. Под контролем электроники она подстраивалась под дорожную ситуацию. Сегодня на Citroen работает Hydractiv третьего поколения, причем наряду с обычной версией предлагают и более комфортную с приставкой Plus.

В прошлом веке гидропневматическую подвеску устанавливали не только на «ситроены», но и на дорогие представительские автомобили: Mercedes-Benz, Bentley, Rolls-Royce. Кстати, автомобили, увенчанные трехлучевой звездой, и сейчас не избегают такой схемы.

Active Body и другие системы

Система Active Body Control (активный контроль за кузовом) по конструкции отличается от Hydractiv, но принцип похож: изменяя давление, задают жесткость подвески и дорожный просвет (гидроцилиндры поджимают пружины). Впрочем, у Mercedes-Benz есть и варианты шасси на пневмоподвесках (Airmatik Dual Control), задающие дорожный просвет в зависимости от скорости и загрузки. За жесткостью амортизаторов следит ADS (Adaptive Damping System - система адаптивного демпфирования). А как более доступный вариант покупателям «мерседесов» предлагают подвеску Agility Control с механическими устройствами, регулирующими жесткость.

Volkswagen называет систему, управляющую настройками амортизаторов, DСС (aDaptive Chassis Control - адаптивный контроль за подвеской). Блок управления получает от датчиков данные о перемещении колес и кузова и соответствующим образом изменяет жесткость шасси. Характеристики задают электромагнитные клапаны, установленные на амортизаторах.

Аналогичную адаптивную подвеску применяет Audi, однако на некоторых моделях устанавливают оригинальную систему Audi Magnetic Ride. Демпфирующие элементы заправлены магниторезистивной жидкостью, изменяющей вязкость под действием магнитного поля. Кстати, конструкцию, работающую по такому же принципу, первым применил Cadillac. И название у «американцев» созвучное - Magnetic Ride Control. Вписавшись в эту семью, Volkswagen пока не спешит расставаться с именами собственными. Интеллектуальное шасси от Porsche с амортизаторами, управляемыми электроникой, а на некоторых моделях еще и пневмоподвеской, носит обозначение PASM (Porsche Active Suspension Management - активное управление подвеской). Эффективно бороться с кренами и клевками помогает другое именное оружие PDCC (Porsche Dynamic Chassis Control - динамический контроль шасси). Стабилизаторы поперечной устойчивости с гидронасосами практически не дают кузову кланяться из стороны в сторону. Opel почти десятилетие устанавливает IDS (Interactive Driving System - интерактивная система вождения) на серийные модели. Основной ее составляющей служит CDC (Continuous Damping Control - непрерывное управление демпфированием), настраивающая амортизаторы в зависимости от дорожных условий. Кстати, аббревиатуру CDC используют и другие производители, например Nissan. В новых моделях Opel хитрые электронные и механические приспособления называют «флексами». Не стала исключением и подвеска - ее нарекли FlexRide.

У BMW другое заветное слово - Drive. Поэтому вполне логично, что адаптивную подвеску называют Adaptive Drive. К ней относятся системы подавления кренов Dynamic Drive и регулирования жесткости амортизаторов EDC (Electronic Damper Control). Последней наверняка скоро тоже придумают обозначение со словом Drive.Toyota и Lexus пользуются общими названиями. За жесткостью амортизаторов следит система AVS (Adaptive Variable Suspension - адаптивная подвеска), дорожный просвет регулирует пневмоподвеска AHC (Active Height Control - активный контроль высоты кузова). Проходить повороты с минимальными кренами позволяет KDSS (Kinetic Dynamic Suspension System), управляющая гидроприводами стабилизаторов. Аналог последней у Nissan и Infinity - оригинальная система НВМС (Hydraulic Body Motion Control - гидравлический контроль за передвижением кузова), изменяющая характеристики амортизаторов и уменьшающая тем самым раскачку автомобиля из стороны в сторону.
Любопытную идею реализовала фирма Hyundai, установив на новой Sonata заднюю подвеску AGCS (Active Geometry Control Suspension - активный контроль за изменением геометрии). Электромоторы приводят в движение тяги, изменяя углы установки колес. Таким образом электроника помогает корме подруливать в поворотах. Кстати, у некоторых автомобилей электромоторы, подчиняющиеся активному рулевому управлению, изменяют вместе с передними угол поворота. Например, RAS (Rear Active Steer - активные задние колеса) у Infinity или Integral Active Steering у BMW .

Справочник подвесок: на чем стоим?

Еще недавно выделяли лишь типы подвесок - зависимая, «Мак-Ферсон», многорычажная. Непонятные имена появились, когда шасси научились приспосабливаться к дорожным ситуациям и покрытию. Проясним ситуацию.

Справочник подвесок: на чем стоим?

Кто в курсе что такое адаптивная подвеска и как она работает, то тогда можете смело закрывать эту страницу, кто не знает – милости просим. В этой публикации мы попробуем разобраться в конструкции этой системы, её секретах и особенностях, которые выделяют её на фоне других аналогичных конструкций.

Для начала разберёмся с сутью и терминологией. Главной особенностью адаптивной подвески (кстати, её иногда называют активной) является то, что она может менять жёсткость амортизаторов, так называемое демпфирование, в зависимости от состояния дорожного полотна, манеры вождения и других аналогичных параметров.

Понятное дело, что все крупные автопроизводители хотели бы иметь в своём арсенале такую систему, ведь она настоящая находка для современного авто. Так и есть, причём каждая уважающая себя компания, зная что такое адаптивная подвеска, посчитала нужным создать свою версию этой технологии.

К примеру:

1. У компании Toyota она носит название Adaptive Variable Suspension, что в сокращении AVS (о ней мы уже упоминали);
2. У Mersedes-Benz – это Adaptive Damping System или ADS;
3. Баварские инженеры из BMW назвали свой вариант адаптивной подвески Adaptive Drive;
4. Volkswagen Adaptive Chassis Control — DCC;
5. Opel назвал Continuous Damping Control — CDS, и так далее …

Не редкость, когда для достижения ещё больших уровней комфорта, который нужен, например, автомобилю бизнес-класса, адаптивную схему объединяют с пневматической подвеской. Так поступили в Мерседес с технологией ADS, помимо этого аналогичную систему применяют в Audi.

Адаптивная подвеска для топовых автомобилей

Хотя имён у адаптивной схемы практически столько же, сколько и автопроизводителей, способов регулировки жёсткости амортизаторов на данный момент в основном используется лишь два:

• электромагнитными клапанами;
• магнитно-реологической жидкостью.

В системах, перечисленных нами выше, а именно: AVS, ADS и Adaptive Drive, используются технология с электромагнитными клапанами.

Как это работает?

Как известно, амортизатор наполнен специальной жидкостью, и в зависимости от того, насколько свободно она перемещается внутри него, будет меняться и его жёсткость.

В данном случае подстраивание амортизатора происходит при помощи изменения проходного сечения клапанов – чем они уже, тем хуже циркулирует жидкость и тем жёстче становится подвеска. Соответственно, если увеличить сечение, то амортизаторы становятся мягче.

Клапаны контролируются электрическими сигналами от блока управления, который и задаёт им на основе своих вычислений необходимый уровень «зажатия».

Система адаптивной подвески Audi Q7 (пневматика):

Амортизаторы с магнитно-реологической жидкостью встречаются реже. Такие системы используются на некоторых моделях Cadillac, Chevrolet и Audi.

Жидкость с таким сложным названием имеет одно интересное свойство из-за частиц металла, которые в ней содержатся — при прикладывании магнитного поля, эти самые частицы выстраиваются в определённом порядке.

Это позволяет без клапанов регулировать проходные сечения в амортизаторах, единственное что нужно – найти источник магнитного поля, для чего используются катушки, по которым течёт электрический ток.

Как и в случае с клапанами, заправляет их работой электронный блок управления.

Всё под контролем!

Как уже было сказано, контроль над работой адаптивной подвески возложен на блок управления. В его подчинении находится россыпь датчиков, которые отслеживают ускорение машины в вертикальной плоскости, а также величину дорожного просвета, зависящую от хода подвески.

Система может выполнять некоторые действия как автоматически, так и управляться водителем.

В первом случае ей позволяется менять уровень жёсткости подвески в зависимости от состояния дорожного полотна, а также поддерживать стабильность кузова в поворотах, при ускорениях и торможениях.

Водитель, как правило, может вручную задать степень жёсткости амортизаторов, и обычно ему на выбор предоставлено три режима: комфортный (самый мягкий), спортивный (максимально зажатый) и нормальный (нечто среднее между первыми двумя).

В завершении несколько слов о плюсах и минусах… Хотя, какие у адаптивной подвески могут быть недостатки, кроме высокой стоимости, в остальном же только преимущества, чем и обусловлено её использование в самых дорогих и роскошных автомобилях.

На этом по теоретической части всё, я вам говорю, до новых встреч на страницах нашего блога, друзья! А вы посмотрите несколько коротких видео (не по русски) по этой системе.

Смотрите прямо здесь на сайте, не переходя в YuoTube!

Система AVS от Toyota:

Система Adaptive Drive от BMW:

Система от Дженерал Моторс с магнитно-реологической жидкостью: