Автоматизация работы подвески

⇐ ПредыдущаяСтр 21 из 26Следующая ⇒

В последнее время, на легковых автомобилях, наряду с механическими упругими элементами (чаще всего – пружины, реже – торсионы) устанавливаются пневматические, гидравлические или гидропневматические упругие элементы,управляемые амортизаторы и т.п.

Применение этих компонентов связано со стремлением производителей улучшить ходовые качества автомобилей:

-устраненить крены при поворотах;

-устраненить «клевки» при разгонах и торможении;

-измененить дорожный просвет, в зависимости от дорожных условий и скорости движения автомобиля;

-иметь возможность изменения режимов демпфирования: «нормаль», «комфорт», «спорт» и т.

Например, кроме обычной пружинной подвески, на все версии Е-класса, по заказу, может устанавливаться активная пневмоподвескаAirmatic DC. Это дальнейшее развитие пневмоподвескиAirmatic, которая появилась на седанах S-класса (W220) в 1998 году. Индекс DC означает DualControl — электроника может одновременно изменять и жесткость упругих элементов, и демпфирующие свойства амортизаторов. Причем на Е-классе все эти параметры изменяются «в режиме реального времени» — всего за 0,005 секунды, что дает возможность не только изменять дорожный просвет, как на S-классе, но и оперативно уменьшать клевки и крены кузова при разгонах, торможениях и в поворотах. На самый мощный автомобиль «Mercedes E500» активная пневмоподвеска устанавливаться «в стандарте».Система ABC (ActiveBodyControl) для автомобилей «MercedesW221», (стандартная для серии S 600) по-прежнему остается единственной настоящей активной подвеской в мире (рис. 10.1).

Рис. 10.1. Система ABC (Active Body Control) дляавтомобилей «Mercedes»

Каждая стойка содержит обычную пружину и двухтрубный амортизатор, но при этом еще оснащена опорным гидроцилиндром. Благодаря мощной и быстродействующей гидравлике (давление до 200 атм.) стойки способны в режиме реального времени изменять свою высоту, подавляя крены (на 60% эффективнее, чем у модели W220), клевки и повышая плавность хода и точность реакций.

Рис.10.2. Схема прохождения поворота автомобилем BMW серии 5с активной системой DynamicDrive и обычными стабилизаторами

Новый автомобиль BMW серии 5 может оснащаться как обычными стабилизаторами (внизу), так и активной системой DynamicDrive (вверху) — в разрез стабилизатора включается мощный и быстродействующий гидромотор, который по сигналу компьютера закручивает стабилизаторные «половинки» и уменьшает крен (рис.10.2).

Новые независимые подвески автомобиля MercedesML(рис. 10.3) унифицированы с новым автомобилем Mercedes R-класса. На рисунке — версия с пневматической подвеской. Обращает внимание на то, что пружины расположены внутри амортизаторов и работают совместно с пневмоэлементами, корректируя характеристики подвески.

а)

б)

Рис. 10.3. Независимые подвески автомобиля MercedesML:

а)-двухрычажнаяпередняя,б)-четырехрычажнаязадняя

Передняя двухрычажная подвеска автомобиля VolkswagenTouaregпо своей схеме схожа с подвесками автомобилей Audi A8 и VolkswagenPhaeton (рис.10.4). Верхние рычаги — алюминиевые, нижние — стальные. Но рулевой механизм на автомобиле расположен внизу. Подвеска может быть или пружинной, или на пневмоэлементахContiTeves.

Рис. 10.4. Передняя двухрычажная подвеска автомобиля VolkswagenTouareg

Подвеска автомобиля «VolkswagenTouareg» имеет четыре фиксированных положения кузова:

-«высокий», при движении по бездорожью (автоматически переключается на «нормальный», при достижении скорости 40 км/ч);

-«нормальный», при движении на скоростях ниже 120 км/ч. При достижении скорости более 120 км/ч – переходит в «низкий» режим;

-«низкий» при движении на скоростях движения свыше 120 км/ч. При достижении скорости менее 120 км/ч – переходит в «нормальный» режим;

-«сверхнизкий» - используется при парковке автомобиля для минимизации парковочной высоты.

Кроме того, подвеска работает в трех режимах демпфирования: «Sport», «Auto» или «Comfort».

Пневмостойки задней и передней подвесок автомобиля VolkswagenTouareg (рис.10.5)постоянно поддерживают заданное положение кузова — четыре датчика контролируют ход каждого из колес и в случае необходимости дают команду на изменение давления в пневмоэлементах. Амортизаторы в пневмоподвеске тоже меняют свою жесткость в зависимости от дорожных условий, нагрузки и заданного водителем режима (Sport, Auto или Comfort).

Рис.10.5. Пневмостойки задней (слева) и передней (справа) подвесок автомобиля VolkswagenTouareg

На семиместных модификациях VolvoXC90 установлена многорычажная задняя подвеска (рис.10.6), оснащённая системой автоматического поддержания горизонтального положения кузова, которая повышает устойчивость автомобиля и сохраняет постоянный дорожный просвет при перевозке тяжелых грузов или буксировке прицепа.

Рис. 10.6. Многорычажная задняя подвеска автомобиля VolvoXC90 с системой автоматического поддержания горизонтального положения кузова

Наавтомобилях «Porsche 911» Carrera примененасистема PASM — Porsche Active Suspension Management. Хотя «активность» системы весьма условна: когда водитель нажимает кнопку «Sport», специальный клапан закрывает один из перепускных каналов — и амортизаторы переходят в более «жесткий» режим работы как при сжатии, так и при отбое.

Основа системы PASM — это амортизаторы Bilstein с газовым подпором и дистанционно управляемым дополнительным перепускным клапаном.

Рис.10.7. Амортизаторысистемы PASM — Porsche Active Suspension Management автомобиля «Porsche 911»

На автомобилях высших классов фирмы Citroen устанавливается гидропневматическая подвеска собственной конструкции. Идеология этой подвески была разработана еще в 60-х годах прошлого столетия и применялась на автомобилях «CitroenDS20/21», а позднее – на «CitroenCX».

Принципиально эта конструкция не изменилась до сих пор – модернизировались клапана, блоки управления, алгоритмы управления и т.п.

На рис. 10.8 показана схема подвески автомобиля Citroen С5. В «комфортном» режиме (слева) гидропневматическая подвеска Hydractive 3 автомобиля Citroen С5, кроме основных сфер 1 подключает и дополнительные сферы2, для изменения жесткости, которые установлены и в передней, и в задней подвеске.

Рис.10.8. Гидропневматическая подвеска Hydractive 3 автомобиля Citroen С5

На современных легковых автомобилях используется большое количество амортизаторов с регулируемой величиной демпфирования. Подобные амортизаторы устанавливаются или как стандартное оснащение, как заказное оборудование, или в процессе проведения «тюнинга» автомобиля.

Наряду с классическими (гидравлическими) амортизаторами, в последнее время, появились сообщения о воздушных амортизаторах для шасси автомобиля (рис.10.9).

Рис. 10.9. Схема пневматического амортизатора

Фирма Monroe — в Сент-Тройдене ведёт разработку пневматического амортизатора, в котором усилие демпфирования будет развивать воздух.

В обычных гидравлических амортизаторах усилия сжатия и отбоя зависят (причем нелинейно) только от скорости перемещения штока — чем она выше, тем «жестче» становится амортизатор. Но с ростом частоты колебаний колес характеристики демпфирования, как правило, остаются неизменными — если не применять, как фирма Koni, специальные частотнозависимые клапаны FSD (FrequencySelectiveDamping). А относительная несжимаемость масла провоцирует его вспенивание (именно поэтому в нем всегда присутствуют антивспениваюшие присадки).

Характеристики «воздушного» амортизатора, напротив, от частоты штока зависимы. При малых частотах — усилие на штоке растет, при больших — падает. Теоретически это может позволить более эффективно сочетать хорошую управляемость с высокой плавностью хода. Вспенивание воздуху не грозит. И если на морозе обычные гидравлические амортизаторы «дубеют» (из-за сгущения масла усилие перемещения штока при -20°С увеличивается почти втрое!), а с нагревом теряют свои демпфирующие свойства, то воздух более термически стабилен. Например, при снижении температуры с +20 до -20°С демпфирующее усилие «воздушника» снижается всего на 10%!

Пока «воздушники» Monroe — лишь перспективная идея, и до ее конвейерного воплощения очень далеко. Но экспериментальные пневмоамортизаторы уже прошли первые испытания на автомобиле FordFocusST. Кстати, концерн ContinentalTeves тоже работает над пневматическими амортизаторами — правда, для мотоциклов. Любопытно, что все прежние «воздушные» патенты сводились к использованию воздуха в качестве упругого, а не демпфирующего элемента — как на подвесках Citroen.

В настоящее время начинают внедряться демпфирующие элементы подвесок, с непосредственным электрическим регулированием.Американская фирма Bose, известная огромным опытом создания акустических систем, взялась за разработку прототипа активной подвески (рис. 10.10). «Изюминка» системы — электромагнитные «стойки-амортизаторы»: кожухи, в которых спрятана комбинация постоянных магнитов и электромагнитов. При подаче напряжения на катушки стойки удлиняются или сокращаются. Управляет работой электромагнитов электронный блок, анализирующий сигналы от сети датчиков, которые разбросаны по всему автомобилю.

Рис. 10. «Электромагнитная» передняя подвеска McPherson фирмы Bose

(под черными кожухами скрываются линейные электродвигатели)

Образец этой подвески был установлен на серийном седане Lexus LS400. Переднюю подвеску выполнили по схеме McPherson, заднюю — на двойных поперечных рычагах. В качестве упругих элементов использовали торсионы. Линейные электромоторы здесь работают как активные амортизаторы с функцией поддержания уровня кузова. В отличие от обычных амортизаторов, которые просто гасят колебания кузова, электромагнитная система Bose противодействует появлению колебаний. На испытаниях опытный автомобиль показал лучшую плавность хода, чем стандартный седан, — причем при очень малых кренах и клевках (и это без стабилизаторов поперечной устойчивости, которые оказались просто не нужны). Разумеется, у системы есть и недостатки — линейные электромоторы представляют собой довольно массивные и тяжелые устройства. По заявлению создателей, подвеска потребляет примерно в три раза меньше энергии, чем современная автомобильная система кондиционирования.

Вопросы по теме лекции:

1. Цели применения электронного регулирования характеристик элементов систем подрессоривания автомобиля.

2. Система ABC (Active Body Control) дляавтомобилей «Mercedes W221».

3. Пневматические подвески легковых автомобилей. Пневмостойки.

4. Амортизаторы с электронным регулированием характеристик.

ЛЕКЦИЯ 11. Тема:Электронные системы шасси автотранспортных средств. Тормозные системы и системы стабилизации движения

При движении автомобиля, у водителя, постоянно возникает необходимость изменить скорость его движения, как разгона – так и торможения, вплоть до полной его остановки (иногда экстренной). При этом необходимо чтобы замедление автомобиля, при торможении, было максимальным (особенно при эктримальном торможении), а также обеспечивалась максимальная информативность от взаимодействия системы: «желаемое замедление – необходимое приложение усилие (разумно минимальное) – адекватное, желанию водителя, поведение автомобиля (соответственное замедление, устойчивость движения и возможность корректирования, во время торможения, траектории движения автомобиля)».

Если несколько десятилетий назад к системе тормозов предъявлялись только часть, вышеперечисленных требований (эффективное замедление, при относительно небольших усилиях на органах управления и сносной прямолинейности его движения, при торможении, на дорожных покрытиях с однородным коэффициентом сцепления), то в настоящее время мало остановить автомобиль с меньшим тормозным путем, но необходимо обеспечить и контроль за его поведением.

Эти условия очень сложно выполнить при использовании простой механической тормозной системы: раздельная система тормозов, главный тормозной цилиндр (с усилителем), относительно эффективные тормозные механизмы, простейшие (механические) системы регулирования (ограничители усилия в задних тормозных механизмах).

Это связано с тем, что между выполняемыми действиями водителя на органы управления автомобилем в момент замедления (особенно при интенсивном замедлении на дорожном покрытии с неравномерным коэффициентом сцепления): «нажатие на педаль тормоза — возникшее замедление — изменение траектории движения — поворот рулевого колеса — изменение угла поворота передних колес — формирование тормозных и боковых сил — новое изменение траектории движения» водитель вынужден перерабатывать настолько большой объем информации, который под силу только тренированным водителям высокой квалификации.

Поэтому задачей относительно совершенной тормозной системы, является однозначное преобразование усилия, приложенного к педали тормоза, к контролируемому и информативному замедлению, при сохранении желаемой траектории движения автомобиля, т.е должна сохраняться управляемость автомобиля при его торможении.

⇐ Предыдущая 16 17 18 19 202122 23 24 25 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2018-06-01; просмотров: 559.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...