Электронно-управляемые амортизаторы

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

На автомобилях марки Opel устанавливают систему CDC (Continuous Damping Control — непрерывный контроль демпфирования). В данном случае электронная система управления изменяет характеристики амортизаторов посредством электромагнитных клапанов, установленных в нижней части каждого амортизатора. В результате значительно уменьшаются клевки при торможении и крены при прохождении поворотов или неровностей.

Концерн ZF Friedrichshafen AG представил систему CDC, специально разработанную для заднего моста коммерческих автомобилей. Принцип управления этой системе аналогичен CDC от Opel.

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 Ride Control — магнитный контроль перемещения). Основной данной технологии является магнито-реологическая жидкость в амортизаторе. В этой жидкости присутствуют специальные магнитные частицы размером в несколько микрон, а их доля составляет примерно 30% от объема всей жидкости в амортизаторе. В поршень амортизатора встроен специальный электромагнит, управляемый отдельным контроллером через проложенные внутри штока провода. Когда контроллер подает электрический ток, создается электромагнитное поле, под его воздействием изменяется вязкость жидкости и меняется характеристика амортизатора. К положительным сторонам этой технологии относятся высокая скорость изменения характеристик амортизатора, низкая шумность работы, характеристики амортизатора можно менять достаточно плавно. Главным недостатком является высокая стоимость подобной системы.

Работа системы Audi magnetic ride основана на указанной выше технологии Magnetic Ride Control.  По заверениям компании, система за долю секунды изменяет жесткость амортизаторов в зависимости от дорожной ситуации.

Наиболее ярким примером применения гидропневматической подвески являются автомобили марки Citroen с системой Hydractive. В данной системе характеристики меняются за счет изменения давления жидкости в пневмогидравлических сферах, установленных на амортизаторах. Система автоматически регулирует дорожный просвет в зависимости от состояния дорожного покрытия и скорости движения.

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.