Svarkin-spb.ru

Электронные амортизаторы и активная подвеска

Электронно-управляемые амортизаторы

Электронно-управляемые амортизаторы – автомобильные амортизаторы с регулируемыми электроникой характеристиками жесткости и высоты.
Автомобильные амортизаторы служат для обеспечения безопасности и комфорта движения, они должны предотвращать отрыв колес от дороги и препятствовать колебаниям кузова. Амортизаторами называют устройства, преобразующие энергию механических колебаний в тепловую. Они прикрепляются к кузову и рычагам подвески (мосту автомобиля) с помощью эластичных элементов.

Амортизаторы различных конструкций

В подвесках первых автомобилей применяли амортизаторы с механическим трением, которые быстро изнашивались. Из-за этого ухудшалась плавность хода автомобилей. Им на смену пришли гидравлические рычажные амортизаторы. В таких амортизаторах механическое трение было заменено на трение жидкости, проходящей через отверстия. Гидравлические рычажные амортизаторы были достаточно компактны, но работали при высоких давлениях жидкости, сильно нагревались и были недолговечны. В настоящее время в подвесках автомобилей применяются телескопические гидравлические амортизаторы.

Действие таких амортизаторов основано на использовании гидравлического сопротивления, которое возникает при перетекании жидкости из одной полости цилиндра в другую через отверстия, перекрытые клапанами, отвечающими за сжатие и отдачу (растяжение).

По конструкции большинство амортизаторов подразделяется на две группы – однотрубные и двухтрубные. Они могут быть масляными (или гидравлическими) и газомасляными (гидропневматическими). Последние в народе называют «газовыми».

Различные типы управляемых амортизаторов

Для повышения комфорта движения и безопасного управления транспортным средством применяют электронно-управляемые амортизаторы.

К электронно-управляемым амортизаторам относят такие амортизаторы, характеристики которых прямым или косвенным образом изменяются посредством сигналов от блока управления или по желанию водителя.

В зависимости от принципа изменения характеристик, электронно-управляемые амортизаторы условно можно подразделить на несколько групп.

С электронной регулировкой. Блок управления подвеской регулирует характеристики амортизатора за счет установленных на амортизаторе электрических клапанов.

С магнитной регулировкой. Рабочая жидкость амортизатора содержит металлические частицы. При магнитном воздействии на жидкость можно изменить характеристики амортизатора.

С регулировкой воздушного подпора. В данном случае на автомобиле устанавливается пневмосистема. Каждый амортизатор отдельно соединен пневмолинией. По команде блока управления или водителя характеристики амортизаторов меняются при подаче или сбросе давления воздуха в пневмолинии.

Гидропневматические амортизаторы. Под этим типом подразумевается амортизатор и пневмоэлемент как одно целое.

Примеры использования различных видов электронно-управляемых амортизаторов

С 2003 году фирма Monroe выпускает электронно-управляемые амортизаторы. Конструкция амортизатора получилась трехтрубной: в третьей трубе масло из рабочей полости перекачивается в выносной резервуар с электромагнитным клапаном. Изменяя силу тока в катушке электромагнита можно оперативно, всего за 10 мс, увеличить или уменьшить сопротивление клапана и изменить характеристику амортизатора.

Фирма Delphi, в своих амортизаторах использует технологию MRC (Magnetic R />

В амортизаторах фирмы Rancho, характеристики меняются за счет изменения давления воздуха, нагнетаемого отдельным компрессором. В нижней части амортизаторов установлены клапаны соединенные пневмолинией с компрессором. В салоне автомобиля устанавливается блок управления, и водитель может выбирать нужную ему жесткость амортизаторов.

TEMS (Toyota Electronically Modulated Suspension) – электронная система управления подвеской от фирмы Toyota. В данном случае сверху амортизатора устанавливается механизм, связанный с регулировочным стержнем в штоке амортизатора. Внутри амортизатор имеет несколько каналов с различным сечением. По сигналу электронного блока управления переключающий направление движения амортизационной жидкости и характеристики амортизатора изменяются.

Технологии электронно-управляемой подвески Monroe

Введение электроники в системы подвески позволило получить уровень надежности и комфорта, о которых ранее нельзя было и мечтать. Компания Tenneco поставила уже более 5 млн единиц систем электронно-управляемой подвески CVSA для OEM. Эти автомобили являются желанными объектами обслуживания на вторичном рынке автосервиса, поэтому стоит подробнее рассмотреть, какие бывают разновидности электронно-управляемой подвески Monroe, и в чем их особенности.

Компания Tenneco вкладывает огромные средства: человеческие ресурсы, время и деньги в усовершенствование имеющихся и разработку новых инновационных продуктов. В 2015–2018 годах компания запустит 12 новых передовых технологий. А уже сегодня система CVSA позиционируется как одна из наиболее современных систем электронной подвески, с характеристиками лучшими, чем у большинства других систем. Вот почему такие производители, как Volvo, Mercedes, BMW, Audi и Lexus, ориентированные на автовладельцев с высокими требованиями к комфорту, предпочитают устанавливать эту систему на своих автомобилях.

Читать еще:  Диагностика неисправности

CVSA – это постоянно регулируемая электронная подвеска, включающая амортизатор и электромагнитный клапан, разработанный Tenneco в сотрудничестве с компанией Ohlins. С помощью ЭБУ автомобиля и ряда датчиков она позволяет независимо управлять демпфирующими усилиями на всех четырех амортизаторах, изменяя показатели жесткости амортизаторов и подстраиваясь под постоянно изменяющиеся дорожные условия. ЭБУ автомобиля обрабатывает сигналы, поступающих от датчиков со скоростью до 500 сигналов в секунду, чем обеспечивается моментальная реакция подвески.

В ассортименте Monroe на сегодня доступно более 20 позиций электронных амортизаторов и стоек, каталожные номера начинаются на C.

Простейшей разновидностью системы электронно-управляемой подвески Monroe является однотрубный или двухтрубный амортизатор с двумя режимами работы клапана. Это позволяет водителю выбрать комфортный или спортивный режим езды. Также режим может выбираться автоматически в зависимости от условий движения.

CVSAe – постоянно регулируемая подвеска с внешним гибридным клапаном и трехтрубным амортизатором. Система обеспечивает оптимальный комфорт и управляемость в любых дорожных условиях и ситуациях на дороге. Водитель может выбрать нормальный режим, режим повышенной комфортности или спортивной езды.

CVSAi – постоянно регулируемая подвеска с внутренним гибридным клапаном и однотрубным или двухтрубным амортизатором. Отличается в равной мере как высоким комфортом, так и отличной управляемостью, при этом имеет меньший вес, чем CVSAe, а также обеспечивает еще меньше шума и вибраций при движении.

CVSA2 – постоянно регулируемая подвеска с двойными клапанами и однотрубным амортизатором. Отличается повышенным комфортом при «отработке» неровностей в сравнении с CVSAe и CVSAi, а также еще более облегченной конструкцией. Используется как основа для систем Kinetic и ACOCAR.

В системе CVSA2/Kinetic ™ с однотрубными амортизаторами к двойному клапану CVSA добавляется функция управления креном. Сочетает превосходную производительность при движении с непревзойденным комфортом.

ACOCAR ™ – полностью активная система подвески с однотрубными амортизаторами, обеспечивающая полный контроль положения кузова. Индивидуально настраивается по требованиям автопроизводителей. Как и CVSA2/Kinetic ™, обеспечивает низкое потреб­ление энергии и уменьшение массы транспортного средства путем устранения из конструкции подвески поперечной балки.

Эксклюзивные технологии Monroe применяются в производстве 37 моделей автомобилей (не считая модификаций по двигателю и другим особенностям комплектации). Автовладельцы отмечают существенную разницу при использовании автомобилей, оснащенных такими системами, в сравнении с автомобилями с обычной подвеской.

Около половины водителей, однажды испробовавших вождение автомобиля с электронно-управляемой подвеской, утверждают, что ее наличие будет обязательным фактором выбора при покупке следующего автомобиля. Таким образом, следует жидать роста спроса на амортизаторы для этих систем. Тем более, что из года в год эта технология становится все доступнее. На сегодня электронно-управляемые амортизаторы Monroe доступны не только для автомобилей Mercedes-Benz С и E класса, моделей Volvo серий S и XC, но и для Ford Mondeo, Galaxy S-Max и, конечно, таких популярных моделей концерна Volkswagen, как Passat, Tiguan.

О компании

Tenneco – это международная производственная компания с годовым оборотом 8,4 млрд долл., штаб-квартира которой находится в г. Лейк Форест, шт. Иллинойс, США. В компании работает около 29 тыс. сотрудников по всему миру. Tenneco является одним из крупнейших в мире разработчиков, производителей и поставщиков выхлопных систем, амортизаторов и систем подвески для легковых и коммерческих автомобилей как на конвейер автопроизводителей, так и на рынок автозапчастей. Tenneco продает свою продукцию под торговыми марками Monroe®, Walker®, XNOx™ и Clevite®Elastomer.

Читать еще:  Неповиновение инспектору

Магнитная подвеска: Преимущество и недостатки, Виды магнитных подвесок

Чуть более четверти века назад мир был потрясен созданием поезда, парящим в воздухе и способным развить скорость до 500 км/ч. Применение эффекта парения стало возможным благодаря теории электромагнитных полей. Создание подобных транспортных средств несет большие расходы не только в их непосредственном производстве, но и в оформлении дорог в виде магнитного полотна. Это сделало изобретение экономически невыгодным и непригодным для класса универсального транспорта.

Однако, ключевые моменты в принципе работы электромагнитных полей нашли свое применение в автомобилестроении. «Парящий» транспорт получил научно обоснованное и подтвержденное право на реализацию. М агнитная подвеска автомобиля стала настоящим прорывом и переходом на новый уровень комфортного и безопасного вождения.

Электромагнитная подвеска — что за зверь, и с чем его едят

Главное отличие данной подвески от ее сестер — отсутствие вспомогательных элементов: торсионов, пружин, амортизаторов, стабилизаторов. Она представляет собой индивидуальную стойку на каждое колесо, управляемую электронным блоком и позволяющую контролировать состояние колес и кузова в режиме онлайн. Некоторые модели имеют стандартный комплект пружин и амортизаторов на случай неисправности автоматической системы. При отсутствии подачи электроэнергии, система автоматически переключается на механический режим через электромагниты.

Вместо привычных деталей магнитная подвеска оснащена электромагнитными клапанами или магнитно-реологической жидкостью. Основными ее компонентами являются:

  • упругие детали, способные проводить силы, возникающие в вертикальной плоскости;
  • элементы, отвечающие за перемещение колесной базы, взаимодействия колес и проводимость боковых и продольных сил;
  • составляющие, направленные на гашение колебаний (амортизаторы).

В своей работе она отвечает за те же опции, что и ее вариации:

  • обеспечивает гармоничную связь колес с кузовом;
  • передает моменты и силы во время движения;
  • гарантирует комфортное вращение колес относительно кузова;
  • способствует плавности хода.

Чем проще подвеска, тем больше функций берет на себя каждый элемент. В современных конструкциях система распределения достаточно сложная и индивидуальная. Это обеспечивает более эффективное обеспечение безопасности, устойчивости, плавности хода и управляемости автомобилем.

Принцип работы электромагнитной подвески заключается во взаимодействии магнитного и электрического полей. Если механические конструкции осуществляют предназначение за счет пружин и других элементов, гидравлика — за счет рабочей жидкости, то здесь главную роль играют электромагниты. Управление ими происходит посредством электронного узла (через бортовой компьютер). Он снимает все данные со всего кузова, а затем направляет необходимые команды системе. Программа позволит анализировать не только состояние колес относительно кузова и дороги, но и характер дорожного полотна, а также уровень воздействия на автомобиль. Этот тип работы намного легче его механических и гидравлических вариаций.

Процесс протекает в дуэте с электродвижком, заменяющим обыкновенный амортизатор. Вопреки ожиданиям уровень электропотребления низкий из-за выработки электроэнергии во время обратного движения электромагнитов. Это делает подвеску экономичной.

Преимущества и недостатки

  • Скорость реакции превышает ответность даже самой прокачанной гидравлики.
  • Достигается максимально возможная плавность хода, позволяющая «не замечать» даже внушительные неровности дороги и в прямом смысле пролетать над ними.
  • За счет вышеописанного повышается уровень безопасности вождения на любой скорости, в любую погоду и на любой трассе.

Единственным, пожалуй, недостатком является стоимость данной разработки. Цена удовольствия будет колебаться в пределах 200 тыс. рублей.

Виды магнитных подвесок

В настоящее время идет производство и разработка в трех ведущих направлениях:

Корпорация Bose под непосредственным руководством ее совладельца Амара Боуза, являющегося профессором американского университета, запатентовала производство электромагнитных подвесок в 1980 году. Благодаря расчетам и многочисленным испытаниям Амар смог вывести оптимальные параметры для данного устройства.

Читать еще:  О покупке машины в Приморье

Продукция данной компании считается лучшей в своей области: они практически полностью устраняют любые колебания, возникающие при взаимодействии с дорогой. Принцип работы лежит в использовании упругого и демпфирующего элементов. Эта идея уже существовала, однако, успешное применение на практике ей смогли найти лишь в Bose.

Сама конструкция является штоком с закрепленными на нем магнитами. Поступательно-возвратные движения по всему статору, которые способны совершать данные элементы, не только нейтрализуют воздействие неровностей дорожного полотна на кузов, но и позволяют по-новому взглянуть на управление авто в принципе. Через бортовой компьютер можно задать настройку на определенную схему выполнения того или иного маневра и привязать к нему нужное колесо.

Еще одним ноу-хау данной продукции является выработка электроэнергии. По сути, подвеска является заодно и электрогенератором, преобразующим колебания в полезную силу. Сбор энергии производится в аккумуляторные батареи для последующего использования.

Отсутствие грамотного программного обеспечения — главный фактор, тормозящий широкое производство Bose.

Delphi

Решение от производителя Delphi заключается в однотрубном амортизаторе. На 1/3 его заправляют смесью с магнитными частицами и электромагнитом в виде головки поршня. Чтобы избежать слив магнитной смеси весь амортизатор покрыт слоем специального покрытия. Управление все также возлагается на электронный узел.

Работает эта подвеска через воздействие магнитного поля на амортизатор. В процессе происходит создание упорядоченной цепочки из магнитных частиц. Это увеличивает вязкость самой жидкости, и за счет этого амортизатор переключается на следующий режим работы.

Главные достоинства этого типа — реакция на запрос бортового узла в одну миллисекунду и малое потребление в 20 Вт, а также переход на гидравлику в случае поломки.

Швейцарская разработка SKF является капсулой, состоящей из 2-х электромагнитов. При движении авто компьютер собирает информацию со всех колес с помощью установленных датчиков и направляет сигналы для изменения текучести демпфирующего элемента. Помимо него в подвеске имеются упругие части — пружинки, гарантирующие упругость и подвижность даже при поломке управляющего центра.

Благодаря подпитке подвески через аккумулятор даже в режиме офлайн, автомобиль не будет проседать во время длительной стоянки. Наличие упругих элементов позволяет минимизировать ущерб в случае неисправностей системы.

Перспективы производства

К сожалению, помимо несомненных преимуществ магнитная подвеска имеет основательные подводные камни. Самое проблематичное в постановке на широкое производство — его стоимость и цена установки на автомобиль. Даже ведущие автомобильные концерны не могут оснащать свои модели, резко не изменив при этом их ценник.

К тому же внедрение данной системы потребует наличия специального программного обеспечения, отдельного оборудования и специалистов по обслуживанию. Сервисы, которые могут решить ремонт такого характера, имеются, но не больше двух десятков в мире.

Еще один важный момент — вес конструкции. Подвеска Bose весит больше аналогичной McPherson в полтора раза. В наше время производители стараются сделать массу автомобиля ниже, потому этот аспект требует компромиссного решения.

В данный момент разработки и поиски решения ключевых моментов продолжаются. Инженеры тестируют экспериментальные образцы, используя различные материалы для изготовления элементов. Так, был переоборудован седан Lexus ls 99-го года для испытания новой версии электромагнитной подвески Bose. Активно ведется работа по совершенствованию программного кода и его обеспечению.

Несомненная выгода от внедрения данной системы очевидна, так что в обозримом будущем автолюбителей ждут радужные перспективы. Помимо безопасности и комфорта существенно снизится риск аварийных повреждений машины, а значит ремонт авто будет менее существенным для кармана. Это будет достаточно приемлемо по затратам и полностью оправдает их в дальнейшем.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector