Підвіска, що встановлюється в сучасних автомобілях, є компромісом між комфортом, стійкістю і керованістю. Підвіска з підвищеною жорсткістю гарантує мінімальний рівень крену, відповідно гарантує комфорт і стійкість.
М'яка підвіска характеризується більш плавним ходом, при цьому при виконанні маневрів відбувається розгойдування автомобіля, що призводить до підвищення нестійкості та погіршення керованості.
Тому автоконцерни прагнуть розробляти нові конструкції активної підвіски.
Термін "активна" має на увазі таку підвіску, основні параметри якої змінюються в процесі експлуатації. Впроваджена до неї електронна система дозволяє змінювати необхідні параметри в автоматичному режимі. Конструкцію підвіски можна розділити на її елементи, у кожного з яких змінюються такі параметри:
Деякі типи конструкції використовують вплив відразу на кілька елементів. Найчастіше в активній підвісці застосовуються амортизатори із змінним ступенем демпфування. Така підвіска має назву адаптивна підвіска. Часто цей тип називається напівактивною підвіскою, тому що в ній немає додаткових приводів.
Для зміни демпфуючої здатності амортизаторів задіяні два методи: перший - застосування електромагнітних клапанів, а також наявність спеціальної рідини магнітно-реологічного типу. Нею наповнений сам амортизатор. Управління ступенем демпфування кожного амортизатора індивідуальне та здійснюється електронним блоком управління.
Відомими конструкціями підвіски вищеописаного адаптивного типу є:
- Adaptive Chassis Control, DCC (Volkswagen);
- Adaptive Damping System, ADS (Mersedes-Benz);
- Adaptive Variable Suspension, AVS (Toyota);
- Continuous Damping Control, CDS (Opel);
- Electronic Damper Control, EDC (BMW).
Варіант активної підвіски, у якій реалізовані спеціальні пружні елементи, вважається найбільш універсальним. Він дозволяє постійно підтримувати необхідну висоту кузова та жорсткість системи підвіски. Але з погляду конструктивних особливостей, вона жорсткіша. Вартість її значно вища, як і ремонт. Крім традиційних пружин у ній встановлені гідропневматичні та пневматичні пружні елементи.
Підвіска Active Body Control, ABC від Mercedes-Benz, регулює рівень жорсткості з використанням гідроприводу. Для його роботи у стійку амортизатора під високим тиском нагнітається олія, а на співвісно розташовану пружину впливає гідравлічна рідина.
Блок управління гідравлічними циліндрами амортизаторів отримує дані від 13 різних датчиків, серед яких датчики поздовжнього прискорення, положення кузова, тиску. Наявність системи АВС практично виключає виникнення кренів кузова при поворотах, гальмуванні та прискоренні. При підвищенні швидкості авто більше 60 км/год. система в автоматичному режимі знижує автомобіль на 11 мм.
В основу пневматичної підвіски входить пневматично пружний елемент. Завдяки йому стає можливою зміна висоти кузова щодо дорожнього полотна. Тиск нагнітається елементи за допомогою спеціального електродвигуна з компресором. Жорсткість підвіски при цьому змінюється за допомогою амортизаторів, що демпфуються. Саме за таким принципом і створено підвіску Airmatic Dual Control від Mercedes-Benz, в ній використовується система Adaptive Damping System.
Елементи гідропневматичної підвіски дозволяють регулювати висоту кузова та жорсткість підвіски. Підвіска регулюється за допомогою гідроприводу високого тиску. Гідросистема працює від електромагнітних клапанів. Однією з сучасних прикладів такої підвіски вважається система Hydractive третього покоління, яка встановлюється на автомобілі виробництва компанії Citroеn.
До окремої категорії підвісок активного типу відносять конструкції, у складі яких присутні стабілізатори поперечної стійкості. Вони в даному випадку відповідають за жорсткість підвіски. Рухаючись прямолінійно, стабілізатор не вмикається, ходи підвіски збільшуються. Таким чином, керованість на нерівній дорозі покращується. При виконанні поворотів або стрімкій зміні напрямку руху, жорсткість стабілізатора збільшується, тим самим запобігає виникненню кренів кузова.
Найбільш поширеними видами підвіски є:
- Dynamic Drive від BMW;
- Kinetic Dynamic Suspension System, KDSS від Toyota.
Цікавий варіант активної підвіски встановлюється на автомобілі Hyundai. Це система активного керування геометрією підвіски (Active Geometry Control Suspension, AGCS). У ній реалізовано можливість зміни довжини важелів. Вони впливають на показники сходження задніх коліс. Під час руху прямо та виконання маневрів на невеликій швидкості, система підбирає мінімальне сходження. При виконанні маневрів на великій швидкості призводить до збільшення сходження, завдяки чому покращується керованість. Система AGCS взаємодіє із системою курсової стійкості.
Давайте спочатку розберемося з поняттями, оскільки зараз у ході різні терміни – активна підвіска, адаптивна... Так от, ми вважатимемо, що активна ходова частина – загальне визначення. Адже змінювати параметри підвісок для підвищення стійкості, керованості, позбавлення від кренів і т.д. можна як превентивно (натисканням кнопки в салоні або ручним регулюванням), так і повністю автоматично.
Саме в останньому випадку доречно говорити про адаптивну ходову. Така підвіска за допомогою різних датчиків і електронних пристроїв збирає дані про положення кузова автомобіля, якість дорожнього покриття, параметри руху, щоб в результаті самостійно підлаштувати свою роботу під конкретні умови, стиль пілотування водія або обраний ним режим. Головне і найважливіше завдання адаптивної підвіски - якнайшвидше визначити, що знаходиться під колесами автомобіля і як він їде, а потім миттєво перебудувати характеристики: змінити кліренс, ступінь демпфування, геометрію підвіски, а іноді навіть... скоригувати кути повороту задніх коліс.
ІСТОРІЯ АКТИВНОЇ ПІДВІСКИ
Початком історії активної підвіски можна вважати 50-ті роки минулого століття, коли на автомобілі як пружні елементи вперше з'явилися дивовижні гідропневматичні стійки. Роль традиційних амортизаторів і пружин у такій конструкції виконують спеціальні гідроциліндри та сфери-гідроакумулятори з газовим підпором. Принцип простий: змінюємо тиск рідини – змінюємо параметри ходової частини. У ті часи така конструкція була дуже громіздкою та важкою, проте повною мірою виправдовувала себе високою плавністю ходу та можливістю регулювання дорожнього просвіту.
Металеві сфери на схемі - це додаткові (наприклад, у жорсткому режимі підвіски вони не працюють) гідропневматичні пружні елементи, які всередині розділені еластичними мембранами. У нижній частині сфери – робоча рідина, а у верхній – газ азот
Першу гідропневматичні стійки на своїх автомобілях застосувала компанія Citroen. Це сталося в 1954 р. Французи продовжили розвивати цю тему і далі (наприклад, на легендарній моделі DS), а в 90-х роках відбувся дебют досконалішої гідропневматичної підвіски Hydractive, яку інженери й досі модернізують. Ось вона вже вважалася адаптивною, оскільки за допомогою електроніки могла самостійно пристосовуватися до умов руху: краще згладжувати поштовхи, що приходять на кузов, зменшувати клювання при гальмуванні, боротися з кренами в поворотах, а також підлаштовувати кліренс автомобіля під швидкість машини і дорожнє. покриття під колесами. Автоматична зміна жорсткості кожного пружного елемента в адаптивній гідропневматичній підвісці ґрунтується на управлінні тиском рідини та газу в системі (щоб предметно зрозуміти принцип роботи такої схеми підвіски, подивіться відео нижче).
Амортизатори змінної жорсткості
І все ж із роками гідропневматика не стала простішою. Скоріше навпаки. Тому логічніше розпочати розповідь із самого рядового способу адаптації характеристик підвіски під дорожнє покриття – індивідуального контролю жорсткості кожного амортизатора. Нагадаємо, вони необхідні будь-якій машині для гасіння коливань кузова. Типовий демпфер є циліндр, розділений на окремі камери еластичним поршнем (іноді їх кілька). При спрацьовуванні підвіски рідина перетікає з однієї порожнини до іншої. Але не вільно, а через спеціальні дросельні клапани. Відповідно, всередині амортизатора виникає гідравлічний опір, через який розгойдування і згасає.
Виходить, що, керуючи швидкістю перетікання рідини, можна змінювати жорсткість амортизатора. А значить – серйозно покращити характеристики автомобіля досить бюджетними методами. Адже сьогодні регульовані демпфери випускаються безліччю фірм під різні моделі машин. Технологію відпрацьовано.
Залежно від пристрою амортизатора його регулювання може здійснюватися вручну (особливим гвинтом на демпфері або натисканням кнопки в салоні), а також повністю автоматично. Але якщо ми говоримо про адаптивні підвіски, то будемо розглядати тільки останній варіант, який зазвичай ще дозволяє регулювати підвіску превентивно - вибором певного режиму руху (наприклад, стандартний набір з трьох режимів: Comfort, Normal і Sport).
У сучасних конструкціях адаптивних амортизаторів застосовують два основних інструменти регулювання ступеня пружності: 1. схема на основі електромагнітних клапанів; 2. з допомогою так званої магнитореологической рідини.
Обидва різновиди дозволяють індивідуально автоматично змінювати рівень демпфування кожного амортизатора в залежності від стану дорожнього полотна, параметрів руху автомобіля, стилю пілотування та/або превентивно за бажанням водія. Шасі з адаптивними амортизаторами відчутно змінює поведінку машини на дорозі, але в діапазоні регулювання помітно поступається, наприклад, гідропневматиці.
– Як влаштований адаптивний амортизатор на основі електромагнітних клапанів?
Якщо в звичайному амортизаторі канали в поршні, що рухається, мають постійний прохідний переріз для рівномірного перетікання робочої рідини, то у адаптивних амортизаторів воно може змінюватися за допомогою спеціальних електромагнітних клапанів. Відбувається це так: електроніка збирає безліч різних даних (реакції амортизаторів на стиск/відбій, величину дорожнього просвіту, ходи підвісок, прискорення кузова в площинах, сигнал перемикача режимів тощо), а потім миттєво роздає індивідуальні команди на кожен амортизатор: розпуститися або затиснутися на певний час та величину.
У цей момент усередині того чи іншого амортизатора під дією сили струму за лічені мілісекунди змінюється прохідний переріз каналу, а разом з тим інтенсивність потоку робочої рідини. Причому регулювальний клапан з керуючим соленоїдом може знаходитися в різних місцях: наприклад, усередині демпфера прямо на поршні, або збоку ззовні на корпусі.
Технології та налаштування регульованих амортизаторів з електромагнітними клапанами постійно вдосконалюються, щоб досягти максимально плавного переходу від жорсткого стану демпфера до м'якого. Наприклад, у амортизаторів Bilstein у поршні є спеціальний центральний клапан DampTronic, що дозволяє безступінчасто знижувати опір робочої рідини.
– Як влаштований адаптивний амортизатор на основі магнітореологічної рідини?
Якщо в першому випадку за регулювання жорсткості відповідали електромагнітні клапани, то в магнітореологічних амортизаторах цим розповідає, як неважко здогадатися, спеціальна магнітореологічна (феромагнітна) рідина, якою заповнений амортизатор.
Які супервластивості вона має? Насправді, нічого хитромудрого в ній немає: у складі феромагнітної рідини можна виявити безліч дрібних металевих частинок, які реагують на зміну магнітного поля навколо штока та поршня амортизатора. При збільшенні сили струму на соленоїді (електромагніті), частинки магнітної рідини вишиковуються немов солдати на плацу лініями поля, а речовина моментально змінює свою в'язкість, створюючи додатковий опір переміщенню поршня всередині амортизатора, тобто роблячи його жорсткішим.
Раніше вважалося, що процес зміни ступеня демпфування у магнітореологічному амортизаторі проходить швидше, плавніше та точніше, ніж у конструкції з електромагнітним клапаном. Однак на даний момент обидві технології практично зрівнялися з ефективності. Тому насправді водій різниці майже не відчуває. Втім, у підвісках сучасних суперкарів (Ferrari, Porsche, Lamborghini), де час реакції на зміну умов руху відіграє значну роль, встановлюються саме амортизатори з магнітореологічною рідиною.
Демонстрація роботи адаптивних магнітореологічних амортизаторів Magnetic Ride Audi.
АДАПТИВНА ПНЕВМАТИЧНА ПІДВІСКА
Звичайно ж, у ряді адаптивних підвісок особливе місце займає пневматична підвіска, якою до цього дня мало що може скласти конкуренцію щодо плавності ходу. Конструктивно від звичайної ходової ця схема відрізняється відсутністю традиційних пружин, оскільки їхню роль виконують пружні гумові балони, наповнені повітрям. За допомогою електроннокерованого пневмоприводу (система подачі повітря + ресивер) можна філігранно накачувати або спускати кожну пневматичну стійку, регулюючи в автоматичному (або превентивному) режимі висоту кожної частини кузова в широких межах.
А щоб контролювати жорсткість підвіски, на пару з пневмобалонами працюють ті адаптивні амортизатори (приклад такої схеми - Airmatic Dual Control від Mercedes-Benz). Залежно від конструкції ходової частини вони можуть встановлюватися як окремо від пневмобаллону, так і всередині нього (пневматична стійка).
До речі, у гідропневматичній схемі (Hydractive від Citroen) у звичайних амортизаторах необхідності немає, оскільки за параметри жорсткості відповідають електромагнітні клапани всередині стійки, що змінюють інтенсивність перетікання робочої рідини.
АДАПТИВНА ГІДРОПРУЖИННА ПІДВІСКА
Втім, не обов'язково складна конструкція адаптивної ходової частини має супроводжуватися відмовою від такого традиційного пружного елемента, як пружина. Інженери Mercedes-Benz, наприклад, у своєму шасі Active Body Control просто вдосконалили пружинну стійку з амортизатором, встановивши на неї спеціальний гідравлічний циліндр. І в результаті отримали одну з найдосконаліших адаптивних підвісок із існуючих.
Грунтуючись на даних від безлічі сенсорів, що стежать за переміщенням кузова у всіх напрямках, а також на показаннях з особливих стереокамер (сканують якість дороги на 15 метрів вперед), електроніка здатна ювелірно коригувати (відкриттям/закриттям електронних гідроклапанів) жорсткість та пружність кожної гідропружин. У результаті така система практично повністю виключає крен кузова за найрізноманітніших умов руху: поворот, прискорення, гальмування. Конструкція так швидко реагує на обставини, що навіть дозволила відмовитися від стабілізатора поперечної стійкості.
Ну і звичайно, подібно до пневматичної/гідропневматичної підвісок, гідропружинна схема може регулювати положення кузова по висоті, «грати» жорсткістю шасі, а також автоматично зменшувати кліренс на високій швидкості, підвищуючи стійкість автомобіля.
А це відеодемонстрація роботи гідропружинної ходової з функцією сканування дороги Magic Body Control
Коротко нагадаємо принцип її роботи: якщо стереокамера і датчик поперечних прискорень розпізнають поворот, то кузов автоматично нахилиться на невеликий кут до центру віражу (одна пара гідропружинних стійок миттєво розслабляється, а інша - трохи затискається). Зроблено це, щоб унеможливити ефект крену кузова в повороті, підвищуючи комфорт для водія та пасажирів. Втім, насправді позитивний результат сприймає скоріше лише... пасажир. Оскільки для водія крени кузова - це сигнал, інформація, завдяки якій він відчуває і передбачає ту чи іншу реакцію машини на маневр. Тому, коли система «антикрен» працює, інформація приходить зі спотворенням, і водієві доводиться зайвий раз психологічно перебудовуватися, втрачаючи зворотний зв'язок із автомобілем. Але й із цією проблемою інженери борються. Наприклад, фахівці з Porsche налаштували свою підвіску таким чином, щоб сам розвиток крену водій відчував, а прибирати небажані наслідки електроніка починає лише при переході певної міри нахилу кузова.
АДАПТИВНИЙ СТАБІЛІЗАТОР ПОПЕРЕЧНОЇ СТІЙКОСТІ
Дійсно, ви правильно прочитали підзаголовок, адже адаптуватися можуть не тільки пружні елементи або амортизатори, а й другорядні елементи, як, наприклад, стабілізатор поперечної стійкості, що використовується в підвісці для зменшення кренів. Не варто забувати, що при прямолінійному русі автомобіля по пересіченій місцевості стабілізатор надає швидше негативний вплив, передаючи коливання від одного колеса до іншого і зменшуючи ходи підвісок... Уникнути цього дозволив адаптивний стабілізатор поперечної стійкості, який може виконувати стандартне призначення, повністю відключатися і навіть "грати" своєю жорсткістю залежно від величини сил, що діють на кузов автомобіля.
Активний стабілізатор поперечної стійкості складається із двох частин, з'єднаних гідравлічним виконавчим механізмом. Коли спеціальний електрогідронасос закачує в його порожнині робочу рідину, то частини стабілізатора провертаються відносно один одного, ніби піднімаючи той бік машини, що знаходиться під дією відцентрової сили
Встановлюють активний стабілізатор поперечної стійкості як на одну так і відразу на обидві осі. Зовні він практично не відрізняється від звичайного, але складається не з суцільного прутка або труби, а з двох частин, з'єднаних спеціальним гідравлічним механізмом закручування. Наприклад, при прямолінійному русі він розпускає стабілізатор, щоб останній не втручався у роботу підвісок. А ось у поворотах чи при агресивній їзді – зовсім інша справа. В цьому випадку жорсткість стабілізатора моментально збільшується пропорційно наростанню бічного прискорення і сил, що діють на автомобіль: пружний елемент працює або в звичайному режимі або постійно адаптується під умови. В останньому випадку електроніка сама визначає, в який бік розвивається нахил кузова, і автоматично «закручує» частини стабілізаторів на тій стороні кузова, що знаходяться під навантаженням. Тобто під дією цієї системи автомобіль трохи нахиляється від повороту, як і на вищезгаданій підвісці Active Body Control, надаючи так званий ефект «антикрену». До того ж активні стабілізатори поперечної стійкості, встановлені на обох осях, можуть впливати на схильність автомобіля до знесення або занесення.
Загалом застосування адаптивних стабілізаторів істотно покращує керованість і стійкість автомобіля, тому навіть на найбільших і найважчих моделях на кшталт Range Rover Sport або Porsche Cayenne з'явилася можливість «ввалювати» немов на спорткарах з низьким центром тяжіння.
ПІДВІСКА НА ОСНОВІ АДАПТИВНИХ ЗАДНИХ ВАЖАРІВ
А ось інженери з Hyundai у вдосконаленні адаптивних підвісок не те, щоб пішли далі, а швидше вибрали інший шлях, зробивши адаптивними... важелі задньої підвіски! Називається така система Active Geometry Control Suspension, тобто активний контроль за геометрією підвіски. У такій конструкції для кожного заднього колеса передбачена пара додаткових важелів з електроприводами, що варіюють сходження залежно від умов руху.
За рахунок цього схильність автомобіля до занесення зменшується. До того ж через те, що внутрішнє колесо довертається в повороті, цей хитрий прийом одночасно активно бореться з недостатньою обертальністю, виконуючи функцію так званого шасі. Насправді останнє можна сміливо записувати до адаптивних підвісок автомобіля. Адже ця система так само підлаштовується під різні умови руху, сприяючи покращенню керованості та стійкості автомобіля.
ПОВНОКЕРОВАНЕ ШАСИ
Вперше повнокероване шасі встановили майже 30 років тому на Honda Prelude, проте ту систему не можна було назвати адаптивною, оскільки вона була повністю механічна і залежала безпосередньо від повороту передніх коліс. В наш час усім управляє електроніка, тому на кожному задньому колесі є спеціальні електромотори (актуатори), якими рулить окремий блок управління.
ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ АДАПТИВНИХ ПІДВІСОК
На сьогоднішній день інженери намагаються комбінувати всі придумані системи адаптивних підвісок, зменшуючи їхню масу та розміри. Адже в будь-якому разі головне завдання, що рушить автомобільними інженерами-підвісниками, таке: у підвіски кожного колеса в кожний момент часу мають бути свої унікальні налаштування. І, як ми можемо наочно бачити, багато компаній у цій справі досить сильно досягли успіху.
Олексій Дергачов
Адаптивна підвіска (інше найменування напівактивна підвіска) – різновид активної підвіски, в якій ступінь демпфування амортизаторів змінюється залежно від стану дорожнього покриття, параметрів руху та запитів водія. Під ступенем демпфування розуміється швидкість загасання коливань, яка залежить від опору амортизаторів та величини підресорених мас. У сучасних конструкціях адаптивної підвіски використовується два способи регулювання ступеня демпфування амортизаторів:
- за допомогою електромагнітних клапанів;
- з допомогою магнітно-реологічної рідини.
При регулюванні за допомогою електромагнітного регулювального клапана змінюється його прохідний переріз залежно від величини струму, що впливає. Чим більший струм, тим менший прохідний переріз клапана і вище ступінь демпфування амортизатора (жорстка підвіска).
З іншого боку, що менше струм, то більше вписувалося прохідний переріз клапана, нижче ступінь демпфування (м'яка підвіска). Регулювальний клапан встановлюється на кожен амортизатор і може розташовуватися всередині або зовні амортизатора.
Амортизатори з електромагнітними регулювальними клапанами використовуються в конструкції наступних адаптивних підвісок:
Магнітно-реологічна рідина включає металеві частинки, які при впливі магнітного поля вишиковуються вздовж його ліній. В амортизаторі, наповненому магнітно-реологічною рідиною, відсутні традиційні клапани. Замість них у поршні є канали, через які вільно проходить рідина. У поршень також вбудовані електромагнітні котушки. При подачі на котушки напруги частинки магнітно-реологічної рідини вишиковуються лініями магнітного поля і створюють опір руху рідини по каналах, чим досягається збільшення ступеня демпфування (жорсткості підвіски).
Магнітно-реологічна рідина використовується в конструкції адаптивної підвіски значно рідше:
- MagneRide від General Motors (автомобілі Cadillac, Chevrolet);
- Magnetic Ride від Audi.
Регулювання ступеня демпфування амортизаторів забезпечує електронна система керування, яка включає вхідні пристрої, блок керування та виконавчі пристрої.
У роботі системи керування адаптивної підвіски використовуються такі вхідні пристрої: датчики дорожнього просвіту та прискорення кузова, перемикач режимів роботи.
За допомогою перемикача режимів роботи здійснюється налаштування ступеня демпфування адаптивної підвіски. Датчик дорожнього просвіту фіксує величину ходу підвіски на стиск і відбій. Датчик прискорення кузова визначає прискорення кузова автомобіля у вертикальній площині. Кількість і номенклатура датчиків залежить від конструкції адаптивної підвіски. Наприклад, у підвісці DCC від Volkswagen встановлюється два датчики дорожнього просвіту та два датчики прискорення кузова попереду автомобіля та по одному – ззаду.
Сигнали від датчиків надходять до електронного блоку управління, де відповідно до закладеної програми відбувається їх обробка та формування керуючих сигналів на виконавчі пристрої – регулювальні електромагнітні клапани або електромагнітні котушки. В роботі блок управління адаптивної підвіски взаємодіє з різними системами автомобіля: підсилювачем рульового управління, системою управління двигуном, автоматичною коробкою передач та іншими.
У конструкції адаптивної підвіски зазвичай передбачено три режими роботи: нормальний, спортивний та комфортний.
Режими вибираються водієм залежно від потреби. У кожному режимі здійснюється автоматичне регулювання ступеня демпфування амортизаторів у межах встановленої параметричної характеристики.
Свідчення датчиків прискорення кузова характеризують якість дорожнього покриття. Чим більше нерівностей на дорозі, тим активніше розгойдується кузов автомобіля. Відповідно до цього система управління налаштовує ступінь демпфування амортизаторів.
Датчики дорожнього просвіту відстежують поточну ситуацію під час руху автомобіля: гальмування, прискорення, поворот. При гальмуванні передня частина автомобіля опускається нижче за задню, при прискоренні – навпаки. Для забезпечення горизонтального положення кузова регульований ступінь демпфування передніх та задніх амортизаторів буде різним. При повороті автомобіля внаслідок інерційної сили одна зі сторін завжди виявляється вищою за іншу. У разі система управління адаптивної підвіски роздільно регулює праві і ліві амортизатори, що досягається стійкість при повороті.
Таким чином, на підставі сигналів датчиків блок управління формує сигнали керування для кожного амортизатора окремо, що дозволяє забезпечити максимальну комфортність і безпеку для кожного з обраних режимів.
Тема: адаптивна підвіска
Приклад: Toyota Land Cruiser Prado
Для сучасного позашляховика активна підвіска – не престижна опція, а нагальна потреба. Якщо дотриматися термінологічної точності, то більшість сучасних підвісок зі словом Active у назві слід відносити до напівактивних. Робота активної системи не ґрунтується на енергії взаємодії коліс із дорогою. Наприклад, гідравлічна активна підвіска, запропонована Коліном Чепменом, засновником Lotus, регулювала висоту кожного колеса за допомогою гідроциліндрів та індивідуальних високошвидкісних насосів. Слідкуючи за найменшими змінами положення кузова за допомогою датчиків, машина заздалегідь піднімала або виставляла «лапи». Підвіска була випробувана на автомобілі Lotus Excel 1985 року, але в серію не пішла через надзвичайну складність та енергетичну ненажерливість.
Елегантніше рішення було випробувано на всюдиході HMMWV. Електромагнітна підвіска ECASS являє собою чотири соленоїди, кожен з яких штовхає колесо вниз або дозволяє йому піднятися вгору. Принадність ECASS полягає в рекуперації енергії: при «стисканні» соленоїд працює як генератор, запасаючи енергію в акумуляторній батареї. Незважаючи на успіх експерименту, ECASS так і залишиться концептуальною розробкою – для серійного виробництва технологія надто складна.
Напівактивна підвіска будується за традиційною схемою. Пружними елементами виступають ресори, пружини, торсіони або пневмоциліндри. Електроніка керує характеристиками амортизаторів, за частки секунди роблячи їх м'якшими чи жорсткішими. Комп'ютер по черзі відкриває або закриває клапани у гідравлічній системі. Чим менше отвори, через які проходить рідина всередині амортизатора, тим сильніше демпфує коливання підвіски.
Гідравлічний оркестр
Позашляховик Toyota LC Prado оснащується адаптивною підвіскою AVS (Adaptive Variable Suspension), що дозволяє водієві вибрати режим роботи: м'який Comfort, середній Normal або жорсткий Sport. У кожному із трьох діапазонів комп'ютер постійно змінює характеристики кожного амортизатора. Система реагує на накази електроніки за 2,5 мс. Це означає, що на швидкості 60 км/год характеристики підвіски повністю змінюються кожні 25 см шляху. Підвіска працює у тісній взаємодії із системою стабілізації курсової стійкості. Їхні загальні датчики повідомляють комп'ютеру про розвиток ковзання або прагнення кузова перевернутися.
Великим позашляховикам адаптивна підвіска життєво потрібна. На серйозному бездоріжжі джипу потрібні великі ходи підвісок, а отже м'які пружини. Щоб не рятувати на швидкісній трасі, високому автомобілю, навпаки, необхідні жорсткі налаштування.
На задній осі LC Prado встановлені пневмоциліндри, що дозволяють водієві вибирати висоту автомобіля. На нерівній дорозі автомобіль можна підняти на 4 см над задньою віссю, збільшивши дорожній просвіт (режим Hi). Щоб полегшити посадку чи навантаження, машину можна опустити на 3 см (режим Lo). Режим Hi призначений для руху на малих швидкостях, досягши 30 км/год автомобіль автоматично перейде в Normal.
Однак регулювання кліренсу – не головне завдання пневмоциліндрів. По-перше, газ, що знаходиться всередині них, має яскравіше виражену прогресивну характеристику, ніж сталева пружина, і на невеликих ходах підвіска працює набагато м'якше.
По-друге, пневмоциліндри автоматично компенсують завантаження автомобіля завжди підтримуючи однаковий дорожній просвіт.
Інженери Toyota відмовилися і від традиційного компромісу в галузі налаштування стабілізаторів поперечної стійкості, застосувавши систему кінетичної стабілізації підвіски KDDS. Кожен стабілізатор LC Prado з'єднаний із рамою за допомогою гідроциліндра. Циліндри з'єднані у єдиний гідравлічний контур. Поки рідина вільно циркулює всередині контуру, стабілізатори практично не працюють. У такому режимі підвіска демонструє максимальний хід, необхідний бездоріжжя. У швидкісних поворотах клапани перекривають гідравлічний контур, жорстко зв'язуючи стабілізатори з кузовом та перешкоджаючи крену. На прямий гідроакумулятор, включений у контур, допомагає підвісці скрадувати дрібні нерівності дороги.
Хто бідний, той дурний.
Японська приказка
Включити блокування, перевести «роздатку» в знижений ряд, трохи торкнутися педалю газу. Новий Land Cruiser Prado c 4-літровим бензиновим мотором і пневматичною задньою підвіскою не кваплячись і з гідністю вповзає в глибоку, розкотену по осені колію, щедро припорошену снігом.
Що почім
Знаєте, буває так, що все збігається. Довгоочікуваний виїзд на тест-драйв, чудовий автомобіль і ідеальна погода. Все збіглося. Ну, з приводу погоди ви самі все бачите з фотографій, а з приводу машини дозвольте трохи просвітити вас.
За десятибальною я поставив би машині 7-8 балів. Але треба пам'ятати, що це суб'єктивна оцінка - виходячи з моїх особистих уподобань. Загалом машина хороша – хоча особисто мені трохи не вистачає динаміки. Але вона дуже комфортна і це справжній «пройдисвіт»! Для свого призначення машина дуже хороша, тим більше, що ціна є прийнятною. Але як наступний свій автомобіль я б розглядати Прадо не став, принаймні, поки - до японських машин ще не знайшов підхід, хоча вони мають ряд безперечних переваг - якість, ціна, надійність.
