Kaj je in kako deluje prilagodljivo vzmetenje

Eden od načinov za izboljšanje vzmetenja avtomobila je, da ga prilagodite naravi ceste, hitrosti ali načinu vožnje. To je možno izvesti z uporabo elektronske opreme in hitrih elektromagnetnih, pnevmatskih in hidravličnih aktuatorjev. Isti avtomobil lahko s hitro spremembo značilnosti vzmetenja pridobi individualne lastnosti cestnega športnega avtomobila, terenca ali lahkega tovornjaka. Ali preprosto bistveno izboljšati udobje potnikov.

Osnove organiziranja adaptacije

Za pridobitev sposobnosti prilagajanja zunanjim vplivom ali voznikovim ukazom mora vzmetenje pridobiti aktiven značaj. Pasivni mehanizmi vedno nedvoumno reagirajo na določene vplive. Aktivni lahko spremenijo svoje lastnosti. Za to imajo krmilno elektronsko enoto, ki je računalnik, ki zbira informacije od senzorjev in drugih sistemov vozila, prejema navodila od voznika in po obdelavi nastavi način aktuatorjem.

Kot veste, je vzmetenje sestavljeno iz elastičnih elementov, dušilnih naprav in vodilne lopatice. Teoretično je vse te komponente mogoče krmiliti, v praksi pa je povsem dovolj, da spremenimo lastnosti blažilnikov (amortizerjev). To je razmeroma enostavno narediti s sprejemljivo zmogljivostjo. Čeprav hitrost reakcije ni potrebna, na primer način parkiranja, sprememba zračnosti ali statična togost je predmet prilagoditev, potem je povsem mogoče prilagoditi konfiguracijo vzmetenja za vse njegove komponente.

Za operativno prilagoditev bo potrebno upoštevati številne vhodne parametre:

• podatke o trenutnih in prihajajočih nepravilnostih na cestišču;
• hitrost gibanja;
• smer, to je kot vrtenja krmiljenih koles in kotni pospešek avtomobila kot celote;
• položaj in hitrost vrtenja volana;
• zahteve voznika glede na analizo njegovega načina vožnje, kot tudi tiste, ki jih vnese v ročnem načinu;
• položaj telesa glede na cesto, parametri njegovega spreminjanja skozi čas;
• signali senzorjev radarskega tipa, ki analizirajo stanje pokritosti pred avtomobilom;
• vzdolžni in prečni pospeški avtomobila, načini delovanja motorja in zavornega sistema.

Program nadzornega bloka vsebuje algoritme za odziv na vse dohodne signale in za zbiranje informacij. Ukazi se običajno pošiljajo električno krmiljenim blažilnikom vseh koles, posebej za vsako, kot tudi aktivnim sklopkam stabilizatorjev. Ali na naprave, ki jih nadomeščajo, ko delujejo kot del popolnoma hidravlično krmiljenih vzmetenja, pa tudi na najbolj visokotehnološke izdelke, ki delujejo izključno na elektromagnetni interakciji. V slednjem primeru je hitrost odziva tako visoka, da je mogoče doseči skoraj idealno obnašanje delovanja vzmetenja.

Sestava sistema

Kompleks vključuje naprave, ki zagotavljajo delo na regulaciji dušilnih lastnosti in dinamične togosti ter zmanjšajo nagibanje karoserije:

• krmilnik vzmetenja z mikroprocesorjem, pomnilnikom in I/O vezji;
• aktivni mehanizmi za preprečevanje prevračanja (nadzorovani stabilizatorji);
• kompleks senzorjev;
• amortizerji, ki omogočajo elektronsko kontrolo togosti.

Komande na armaturni plošči, najpogosteje je to interaktivni zaslon na vozilu, lahko voznik nastavi enega od načinov delovanja po svojih željah. Dovoljeno je prevladovanje udobja, športnosti ali terenskih sposobnosti ter naprednejša prilagoditev funkcij s pomnilnikom načinov. Zbrano prilagoditev je mogoče takoj ponastaviti na prvotne nastavitve.

Zahteve za prečne stabilizatorje so vedno sporne. Po eni strani je njihov namen zagotoviti minimalno nagibanje karoserije. Toda na ta način vzmetenje dobi značaj odvisnosti, kar pomeni zmanjšanje udobja. Pri vožnji po slabih cestah bo dragocenejša še večja svoboda posameznih koles za doseganje maksimalne artikulacije osi. Samo na ta način bodo v celoti izkoriščene vse rezerve hoda vzmetenja za zagotovitev stalnega stika pnevmatik s prevleko. Stabilizator s konstantno togostjo, ki je običajno preprosta palica iz vzmetnega jekla, ki deluje na principu torzijske palice, ne bo mogel enako dobro služiti v vseh pogojih.

Pri aktivnih vzmetenjih je stabilizator deljen, z možnostjo elektronske regulacije. Za nadzor zmanjšane togosti je mogoče uporabiti različne principe. Nekateri proizvajalci uporabljajo prednapetost za zvijanje z električnim motorjem z menjalnikom, drugi uporabljajo hidravlično metodo, nameščajo hidravlične cilindre na stabilizator ali njegovo pritrditev na telo. Možna je tudi popolna imitacija stabilizatorja s posameznimi hidravličnimi cilindri, ki delujejo vzporedno z elastičnimi elementi.

Nastavljivi blažilniki

Konvencionalni amortizer ima lastnost spreminjanja svoje dinamične togosti glede na hitrost in pospešek gibanja palice. To dosežemo s sistemom dušilnih ventilov, skozi katere teče dušilna tekočina.

Za krmiljenje delovanja obvodnih loput sta možna dva načina - namestitev elektromagnetnih ventilov v obliki tuljave ali spreminjanje lastnosti tekočine v magnetnem polju. Proizvajalci uporabljajo obe metodi, drugo manj pogosto, saj bo zahtevala posebno tekočino, ki spremeni svojo viskoznost v magnetnem polju.

Glavne operativne razlike prilagodljivih vzmetenja

Aktivne suspenzije z lastnostjo prilagajanja zagotavljajo možnost programskega nadzora potrošniških lastnosti avtomobila na kateri koli cesti:

• telo vedno ohranja dani položaj glede na cesto, odstopanja od katerega določa le hitrost prilagoditvenega sistema;
• kolesa imajo največji možni stalni stik s prevleko;
• stopnja pospeška v kabini zaradi udarcev je veliko nižja kot pri tradicionalnem vzmetenju, kar poveča udobje potovanja;
• avto je bolje nadzorovan in bolj stabilen pri visokih hitrostih;
• najnaprednejši sistemi lahko predvidijo neravnine tako, da skenirajo cesto pred kolesi in vnaprej prilagodijo blažilnike.

Pomanjkljivost je, tako kot pri vseh kompleksnih sistemih, ena - visoka kompleksnost in s tem povezani kazalniki zanesljivosti in stroškov. Zato se prilagodljiva vzmetenja uporabljajo v premium segmentu ali kot dodatna oprema.

Algoritmi dela in nabor opreme se nenehno zapletajo in izboljšujejo. Glavni cilj razvoja na področju aktivnih prilagodljivih vzmetenj je doseči čim večji počitek karoserije, karkoli se dogaja s kolesi in z njimi povezanimi nevzmetenimi masami. V tem primeru morajo vsa štiri kolesa nenehno vzdrževati stik s cesto in tako vzdrževati avto na določeni poti.