Какво е и как работи адаптивното окачване

Един от начините да подобрите окачването на автомобила е да го адаптирате към естеството на пътя, скоростта или стила на шофиране. Това е възможно да се осъществи с помощта на електронно оборудване и високоскоростни електромагнитни, пневматични и хидравлични задвижващи механизми. Същият автомобил, с бърза промяна на характеристиките на окачването, може да придобие индивидуални способности на пътен спортен автомобил, SUV или лек камион. Или просто значително да подобри комфорта на пътниците.

Основи на организирането на адаптацията

За да придобие способността да се адаптира към външни влияния или команди на водача, окачването трябва да придобие активен характер. Пасивните механизми винаги реагират недвусмислено на определени влияния. Активните могат да променят характеристиките си. За да направят това, те имат управляващ електронен блок, който представлява компютър, който събира информация от сензори и други системи на превозното средство, получава инструкции от водача и след обработка задава режима на задвижващите механизми.

Както знаете, окачването се състои от еластични елементи, амортизационни устройства и направляваща перка. Теоретично е възможно да се управляват всички тези компоненти, но на практика е напълно достатъчно да се променят свойствата на амортисьорите (амортисьорите). Това е сравнително лесно да се направи с приемлива производителност. Въпреки че, ако скоростта на реакция не е необходима, например режимът на паркиране, промяната в просвета или статичната твърдост подлежи на корекция, тогава е напълно възможно да се адаптира конфигурацията на окачването за всички негови компоненти.

За оперативна адаптация ще е необходимо да се вземат предвид много входни параметри:

• данни за неравности по пътната настилка, както текущи, така и предстоящи;
• скорост на движението;
• посоката, тоест ъгълът на въртене на управляваните колела и ъгловото ускорение на автомобила като цяло;
• позиция и скорост на въртене на волана;
• изискванията на водача според анализа на стила му на шофиране, както и въведените в ръчен режим;
• положението на тялото спрямо пътя, параметрите на промяната му във времето;
• радарни сензорни сигнали, които анализират състоянието на покритието пред автомобила;
• надлъжни и напречни ускорения на автомобила, режимите на работа на двигателя и спирачната система.

Програмата на управляващия блок съдържа алгоритми за реагиране на всички входящи сигнали и за натрупване на информация. Командите обикновено се изпращат към електрически управляваните амортисьори на всички колела, индивидуално за всяко, както и към активните съединители на стабилизиращите щанги. Или към устройства, които ги заместват, когато работят като част от напълно хидравлично контролирани окачвания, както и най-високотехнологичните продукти, които работят изключително върху електромагнитно взаимодействие. В последния случай скоростта на реакция е толкова висока, че може да се постигне почти идеално поведение от работата на окачването.

Състав на системата

Комплексът включва устройства, които осигуряват работа по регулирането на амортизационните свойства и динамичната твърдост, както и минимизиране на търкалянето на тялото:

• контролер на окачването с микропроцесор, памет и I/O вериги;
• активни механизми за париране на преобръщане (управляеми стабилизатори);
• комплекс от сензори;
• амортисьори, които позволяват електронен контрол на твърдостта.

Органите за управление на таблото, най-често това е бордов интерактивен дисплей, водачът може да зададе един от режимите на работа според предпочитанията си. Допуска се преобладаване на комфорт, спортен дух или проходимост, както и по-разширена персонализация на функциите с памет за режими. Натрупаната адаптация може незабавно да бъде върната към първоначалните настройки.

Изискванията за напречните стабилизатори винаги са противоречиви. От една страна, целта им е да осигурят минимално накланяне на каросерията. Но по този начин окачването придобива характер на зависимост, което означава, че комфортът е намален. При шофиране по лоши пътища по-ценна характеристика ще бъде още повече свобода на отделните колела за постигане на максимална артикулация на осите. Само по този начин всички резерви за ход на окачването ще бъдат използвани напълно, за да се осигури постоянен контакт на гумите с покритието. Стабилизатор с постоянна коравина, който обикновено е обикновен прът от пружинна стомана, работещ на принципа на торсионен прът, няма да може да служи еднакво добре при всякакви условия.

При активните окачвания стабилизаторът е разделен, с възможност за електронно регулиране. Могат да се използват различни принципи за контролиране на намалената коравина. Някои производители използват предварително натоварване за усукване от електрически мотор с скоростна кутия, други използват хидравличен метод, монтирайки хидравлични цилиндри върху стабилизатора или закрепването му към тялото. Възможна е и пълна имитация на стабилизиращата щанга с индивидуални хидравлични цилиндри, работещи успоредно на еластичните елементи.

Регулируеми амортисьори

Конвенционалният амортисьор има свойството да променя динамичната си твърдост в зависимост от скоростта и ускорението на движението на пръта. Това се постига чрез система от дроселиращи клапани, през които протича амортизираща течност.

За оперативно управление на байпасни дросели са възможни два начина - инсталиране на електромагнитни клапани от макара или промяна на свойствата на течността в магнитно поле. Производителите използват и двата метода, вторият по-рядко, тъй като ще изисква специална течност, която променя вискозитета си в магнитно поле.

Основните оперативни разлики на адаптивните окачвания

Активните окачвания със свойството на адаптация осигуряват възможност за програмно управление на потребителските качества на автомобил на всеки път:

• тялото винаги поддържа дадено положение спрямо пътя, отклоненията от което се определят само от скоростта на системата за адаптиране;
• колелата имат максимално достижим постоянен контакт с покритието;
• нивото на ускорение в кабината от неравности е много по-ниско, отколкото при традиционното окачване, което повишава комфорта на пътуването;
• колата е по-добре контролирана и по-стабилна при високи скорости;
• най-модерните системи могат да предвидят неравности, като сканират пътя пред колелата и предварително регулират амортисьорите.

Недостатъкът, както при всички сложни системи, е един - високата сложност и свързаните с нея надеждност и разходни показатели. Поради това адаптивните окачвания се използват в премиум сегмента или като допълнително оборудване.

Алгоритмите на работа и наборът от оборудване непрекъснато се усложняват и подобряват. Основната цел на разработките в областта на активните адаптивни окачвания е да се постигне максимална почивка на каросерията на автомобила, каквото и да се случва с колелата и свързаните с тях неподресори. В този случай и четирите колела трябва постоянно да поддържат контакт с пътя, поддържайки автомобила по дадена траектория.