| Oleg | Дата: Пятница, 27.01.2012, 13:05 | Сообщение # 1 |
 Генералиссимус
Группа: Администраторы
Сообщений: 973
Статус: Offline
| Вот нарыл в журнале "За Рулем" №1 1987 года статейку "Думающие" подвески
Выкладываю скрины и распознанный текст, чтоб удобней читать было:
 
"Думающие" подвески
А, собственно о чем и зачем им «думать? Ведь назначение под¬вески давно известно: смягчать толчки от неровностей дороги и гасить вызванные ими колебания кузова. Для хорошей дороги луч¬ше сравнительно жесткая подвеска: автомобиль будет меньше рас¬качиваться и крениться на пово-ротах — значит, можно поддержи¬вать более высокую скорость. На неровном покрытии нужна мягкая подвеска с большим ходом колес — тогда их контакт с дорогой на¬дежнее, а езда комфортабель¬нее. Таким образом, в идеале желательна подвеска, характери¬стики которой можно приспосаб¬ливать к условиям движения. Между тем наиболее распростра¬ненные упругие элементы — рес¬соры, пружины, торсионы имеют постоянную жесткость. Поэтому конструкцию подвески и ее пара¬метры выбирают как компромисс, более или менее удовлетворяю¬щий разнообразным требованиям эксплуатации.
Однако уже давно делались по¬пытки оснастить автомобиль регу¬лируемой подвеской. Например, на «Паккарде 1956 года посред¬ством электродвигателя изменялся угол закрутки торсионов. Позднее, в 1957—1959 гг. почти на все лег¬ковые автомобили в США устанав¬ливали пневматические подвески, которые имели переменную жест¬кость. Но в силу ряда причин интерес к ним тогда был кратко¬временным. Только французский «Ситроен» в течение десятилетий, начиная с 1955 года, применяет на ряде своих моделей автомати¬ческие гидропневматические под¬вески.
В последние годы появились и другие типы подвесок с перемен¬ной жесткостью («За рулем», 1985, № 12). Но наибольший интерес для массового автомобилестроения представляют конструкции, в кото¬рых идея регулируемой подвески разработана на качественно иной основе — с привлечением электро¬ники, микропроцессорной техники. Чтобы правильно их оценить и попытаться прогнозировать даль¬нейшее развитие «думающих» под¬весок, проанализируем опыт прош¬лого.
В пневмоподвесках 50-х годов повышение комфортабельности достигалось преимущественно благо¬даря их меньшей, чем у подвесок с металлическими упругими эле¬ментами, жесткости в статическом положении и значительной нели¬нейности характеристик. Для уп¬равления подвесками использова¬ли механические регуляторы, ус¬тановленные между подрессорен¬ными массами. Они обеспечивали постоянную высоту кузова относи¬тельно колес независимо от нагруз¬ки машины.
Регуляторы со встроенными кла¬панами или золотниками включа¬ли подачу воздуха в упругие элементы из ресивера, когда кузов опускался под дополнительной нагрузкой, или стравливание воз¬духа из них при уменьшения нагрузки. Такие устройства позво¬ляли стабилизировать положение кузова. Однако эти преимущества не окупались повышением цены автомобиля, а, главное, подвески не были достаточно надежными:
соединения нередко пропускали воздух, зимой в трубопроводах за¬мерзала сконденсировавшаяся влага.
За прошедшие десятилетия не¬простые проблемы нашли полное решение. Пластмассовые полуже¬сткие трубки дали возможность уменьшить количество разъемов в воздухопроводах, крепления ново¬го типа обеспечили им герметич¬ность, наконец, был освоен вы¬пуск эффективных влагоотделите¬лей. Подобной современной пневмоподвеской были снабжены, на¬пример, «Кадиллак-эльдорадо» 1979 года и ныне выпускаемый «Кадиллак-севиль». Ее жесткость и грузоподъемность варьируются в зависимости от нагрузки авто¬мобиля. Для этого изменяют дав¬ление воздуха в пневмоэлементах специального типа — пневморукавах, надетых непосредственно на телескопический амортизатор. Си¬стема включает также датчик высоты кузова, вмонтированный между ним и рычагом подвески, и электрокомпрессор с клапаном для ограничения давления.
Но появление интересных и пер¬спективных конструкций регули¬руемых подвесок связано не с подобными частными усовершен¬ствованиями, а с широким внед¬рением микропроцессоров в управ¬ление автомобилем. По сути своей это адаптивные — приспосаблива¬емые, «думающие» системы, ха¬рактеристики которых задаются непосредственно в процессе движе¬ния в зависимости от конкретных условий.
Такие подвески обеспечивают следующие преимущества: стаби¬лизируется положение кузова (его положение относительно колес и дорожный просвет теперь все зави¬сят от изменения нагрузки); улуч¬шается на 10—20% плавность хо¬да; повышается безопасность автомобиля благодаря улучшению устойчивости и управляемости, до¬стигаемому, в частности, тем, что на неровных участках дороги в подвеске автоматически изменяется характер демпфирования и тем обеспечивается более надежный контакт колес с дорогой; умень¬шаются крен на поворотах, а так¬же продольные «клевки» кузова при разгонах и торможениях;Улучшаются аэродинамические характеристики автомобиля.Кроме того, подвеска с микро¬процессором способна исправлять некоторые ошибки водителя. На-пример, если она имеет систему управления для изменения дорож¬ного просвета приподниманием ку¬зова, водитель не сможет ею вос¬пользоваться, когда скорость ма¬шины с поднятым кузовом, «по мнению» компьютера, выше без¬опасной.Чтобы достичь перечисленных эффектов, системе управления под¬веской необходим ряд датчиков. Одни снабжают компьютер инфор-мацией о положении кузова, его высоте относительно дороги, кре¬нах, другие фиксируют ускорения (продольные, поперечные и верти¬кальные), скорость автомобиля, угловую скорость поворота руля, положение дроссельной заслонки. Наконец, предусмотрены и датчи¬ки, сигнализирующие об открытии дверей, включении зажигания и некоторые другие.
Микропроцессор обрабатывает сигналы от датчиков в соответ¬ствии с алгоритмом, заложенным в его память, и формирует уп¬равляющие сигналы, идущие к ис¬полнительным элементам. Так, программа может предусматри-вать опускание кузова при дости¬жении скорости, скажем, 100 км/ч в целях улучшения обтекаемости и повышения безопасности. Вместе с тем такая скорость возможна только при хорошем, ровном по¬крытии дороги, поэтому соответ¬ствующее уменьшение хода сжа¬тия подвески не ухудшит ком-фортабельности. Можно преду¬смотреть возвращение кузова в среднее положение только при уменьшении скорости до 80 км/ч, чтобы избежать неоправданно ча¬стых срабатываний системы(вверх—вниз) при скорости около 100 км/ч.
Другой пример — управление креном. При повороте руля авто¬матически возрастает жесткость подвески, в результате уменьшает¬ся крен автомобиля и тем самым повышается безопасность. Коман¬да на увеличение жесткости вы¬рабатывается с учетом сигнала от датчика скорости автомобиля: ес¬ли она мала (до 5 км/ч — дви¬жение в гараже, на стоянке и т. п.), команды нет. На скоростях до 30 км/ч (езда по извилистым или грунтовым дорогам) сигнал об из¬менении жесткости поступает только при резком повороте руле¬вого колеса, а при высоких ско¬ростях — даже если руль пово¬рачивают сравнительно медленно.
В память микропроцессора мож¬но заложить весьма сложный алгоритм» предусматривающий множество управляющих команд при различных комбинациях сиг¬налов от датчиков.
Команда — управляющий сиг¬нал микропроцессора — поступа¬ет к исполнительным механизмам. Это, в частности, электропневмати¬ческие клапаны, через которые воздух нагнетается в пневматиче¬ские упругие элементы и страв¬ливается из них. Новыми элементами самой под¬вески, которые сопутствовали внедрению электронного управле¬ния, явились и амортизаторы, позволяющие примерно в три раза изменять величину сопротив¬ления. Процессор здесь воздейству¬ет на электродвигатели, связанные с клапанной системой, или на дополнительные электрогидравлические клапаны.Подвеску такого типа примени¬ла в 1983 году «Тойота» на модели «Соарер-2800 ГТ». Регули¬руемые амортизаторы всех колес могут находиться в одном из двух состояний, условно назван¬ных «нормальное» и «спорт». В первом у амортизатора относи¬тельно низкий коэффициент сопро¬тивления, который увеличивается в несколько раз при переходе в положение «спорт». Из «мягкого («нормального») состояния под¬веска переходит в «жесткое» («спорт») по команде от бортового микропроцессора. Она поступает к электродвигателям постоянного тока, размещенным на каждом амортизаторе. Двигатель пово¬рачивает управляющий валик, проходящий сквозь полый шток амортизатора, при этом изменяют¬ся проходные сечения клапанов. Время переключения подвески — 0,1 секунды.Довольно широкое применение нашли упомянутые выше пневморукава. Они позволяют ввести уп¬равление подвеской, не изменяя компоновки автомобиля, так как лишь незначительно увеличивают габарит амортизатора. Правда, объем пневморукава относительно
хал, поэтому необходимой жестко¬сти пневмоэлемента достигают» присоединяя к нему дополнитель¬ный объем. Такое конструктивное решение позволяет оперативно уп¬равлять жесткостью, поскольку дополнительный объем можно от¬ключить от пневморукава электро¬магнитным клапаном — при этом мгновенно (примерно за 0,1 се¬кунды) возрастает жесткость пневмоэлемента.
Можно сказать, что сегодня со¬здана основа для внедрения уп¬равляемых подвесок на относи¬тельно дешевых моделях автомо¬билей. Одну из ее разновидно¬стей применяет фирма «Мицубиси» для модели «Галант». У нее два рабочих режима — «мягкий» и «жесткий». Параметры подвески в каждом задаются микропроцес¬сором соответственно с целью достижения лучшей плавности хо¬да или управляемости. Переклю¬чение из одного режима в дру-гой также производит микропро¬цессор, обрабатывающий сигналы от пяти датчиков.
Подвеска включает четыре пневмобаллона, совмещенные с цилин-дрическими пружинами и аморти¬заторами переменного сопротив¬ления, воздушный компрессор, пять датчиков, микрокомпьютер. Последний выполняет следующие функции: поддерживает постоян¬ным положение кузова, изменяя давление в пневмобаллонах, а так¬же принудительно опускает кузов на 20 мм при скорости большей 90 км/ч; изменяет жесткость упругих элементов и сопротивле¬ние амортизаторов. При выполне¬нии определенных условий систе¬ма переключается в «жесткое» состояние: жесткость подвески возрастает на 50%, а коэффициент демпфирования — на 150%. Ди¬скретное (ступенчатое) изменение параметров достигается поворотом штока дополнительного механиз¬ма при котором отсекается до-полнительный объем пневмоэлемента и перекрываются перепуск¬ные каналы в амортизаторе. Пере¬ключение в исходный, «мягкий» режим происходит, если сигналы от датчика не поступают в те¬чение 2 секунд.
Сигналы датчика высоты кузо¬ва служат не только для регу¬лирования его положения, но и для переключения подвески в «жест¬кое» состояние при превышении предельных ходов. Это позволяет избежать «пробоев» подвески. О неисправности в системе сиг¬нализирует лампочка на панели приборов, более детальную инфор¬мацию о дефекте дает индикатор.
Основная идея этой подвески — обеспечить максимальный ком¬форт в обычных условиях движе¬ния, а также повышенную управ¬ляемость и устойчивость в экстре¬мальных ситуациях. Первое до¬стигается снижением жесткости и демпфирования подвески, вто¬рое — мгновенным увеличением значений этих параметров.
Микропроцессорное управление используется теперь и в подвесках с традиционными пневмоэлементами — в основном дорогих автомо¬билей. Такую подвеску совместно разработали для автомобиля «Линкольн» фирмы «Форд» и «Данлоп» (последняя спроектиро¬вала упругие элементы). Сообща¬ется, что долговечность этой под¬вески превышает 3 миллиона ки-лометров и что она значительно повышает комфортабельность, по¬скольку жесткость ее на 30—40% меньше по сравнению с система¬ми на металлических упругих элементах. Кроме того, пневмоподвеска обеспечивает постоянство положения светового пучка фар, сохранение стабильных аэроди¬намических качеств и управляе¬мости.
Количество разработок в области «электронных» подвесок стреми¬тельно растет. 1 Фирма «Субару» (Япония) на полноприводном авто¬мобиле «ГТ-турбо-4УД» примени¬ла подвеску с микропроцессор¬ным управлением, состоящую из пневмоэлементов, совмещенных со стойками «Макгферсон» на каж¬дом из колес. Интересен аморти¬затор фирмы «Бильштайн» для автомобиля «Порше-959» (ФРГ), имеющий восемь ступеней автома¬тического регулирования.
Перечисление аналогичных раз¬работок можно было бы продол¬жить. Конструктивные схемы как самих подвесок, так и исполни¬тельных элементов, а также систем управления различны. Целесооб¬разность того или иного варианта оценивается конструкторами по-разному. Однако эффективность использования электронных уст¬ройств для управления работой подвески, а значит, и их перспек¬тивность не вызывает сомнения.
О. ЗЛАТОВРАТСКИЙ, кандидат технических наук
Л. ПОЛЯКОВ
|
| |
| |
