Слайд 1Устройство автомобиля - шасси
Урок № 5
Тема урока : АДАПТИВНЫЕ ПОДВЕСКИ
АВТОМОБИЛЯ
Учебник Автомобили Теория и конструкция автомобиля и двигателя В.К. Вахламов,
М.Г.Шатров, А.А. Юрчевский, Глава 37 Подвеска, стр. 463
УЧЕБНИК ДЛЯ ВУЗОВ. Основы конструкции автомобиля. Иванов A.M., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. Глава 4. КОЛЕСА, ПОДВЕСКА, МОСТЫ. стр. 214
Слайд 2Активная подвеска
Под термином «активная» понимается подвеска, параметры которой могут изменяться
при эксплуатации. Электронная система управления в составе активной подвески позволяет
изменять параметры автоматически. Конструкции активной подвески можно условно разделить по элементам подвески, параметры которой изменяются:
АМОРТИЗАТОР,
УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ,
СТАБИЛИЗАТОР,
РЫЧАГИ.
Слайд 3Активная подвеска
Электроника позволяет регулировать степень демпфирования индивидуально для каждого амортизатора,
чем достигаются различные характеристики жесткости подвески (высокая степень демпфирования -
жесткая подвеска, низкая степень демпфирования - мягкая подвеска). Известными конструкциями адаптивной подвески являются:
-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).
Слайд 4Активная подвеска
Гидропневматические упругие элементы используются в гидропневматической подвеске, которая позволяет изменять
жесткость и высоту кузова в зависимости от условий движения и
желаний водителя. Работу подвески обеспечивает гидравлический привод высокого давления. Управление гидросистемой производится с помощью электромагнитных клапанов. Современной конструкцией гидропневматической подвески является система Hydractive 3 третьего поколения, которая устанавливается на автомобили Citroёn.
Слайд 5Активная подвеска
Пневматический упругий элемент составляет основу пневматической подвески. Он обеспечивает регулирование
высоты кузова относительно поверхности дороги. Давление в пневматических упругих элементах
создается с помощью пневматического привода, включающего электродвигатель с компрессором. Для изменения жесткости подвески используются амортизаторы с регулируемой степенью демпфирования. Такой подход реализован в пневматической подвеске Airmatic Dual Control от Mercedes-Benz, в которой применена адаптивная система Adaptive Damping System.
Слайд 6Адаптивная подвеска
Наиболее широко в конструкции активной подвески используются амортизаторы с регулируемой
степенью демпфирования. Данный вид активной подвески имеет собственное устоявшееся название
– адаптивная подвеска. Такую подвеску еще называют полуактивной подвеской, т.к. в ее конструкции не используются дополнительные приводы.
При регулировании демпфирующей способности амортизатора реализуется два подхода: использование электромагнитных клапанов в амортизаторной стойке и применение специальной магнитно-реологической жидкости для наполнения амортизатора.
Слайд 7Активная подвеска с регулируемыми упругими элементами более универсальна, т.к. позволяет
поддерживать определенную высоту кузова и жесткость подвески. С другой стороны
такая подвеска имеет более сложную конструкцию (используется отдельный привод для регулирования упругих элементов), поэтому и стоимость ее намного выше. В качестве упругого элемента в активной подвеске используются традиционные пружины, а также пневматические и гидропневматические упругие элементы.
Слайд 9Что такое - пневмоподвеска ?
Пневмоподвеска
- это
пневматическая система, обеспечивающая постоянный клиренс автомобиля при изменении нагрузки, плавность
хода, снижение уровня центра тяжести, что повышает устойчивость автомобиля.
Слайд 10Пневмоподвеска и подвеска auto ?
По своей сути пневмоподвеска не является
отдельным видом подвески автомобиля, т.к. реализована со многими конструкциями подвесок
(МакФерсон, многорычажная подвеска и др.). В настоящее время пневмоподвеску используют на своих автомобилях многие автопроизводители: Audi, Bentley, BMW, Lexus, GM, Ford, Land Rover, Mercedes-Benz, SsangYong, Subaru, Volkswagen. Некоторые конструкции подвесок имеют собственные названия, например, Airmatic Dual Control от Mercedes-Benz.
Слайд 11ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ – ПНЕВМОПОДВЕСКА?
Слайд 12Принцип работы – и ее назначение
Слайд 13В стандартную систему входят пневмобаллоны, компрессор, ресивер, воздушная магистраль, электроклапана,
датчики давления
Слайд 14Основной составляющей пневматической подвески является пневматический упругий элемент, который состоит
из: корпуса с наружной направляющей манжеты поршня (являющегося нижней частью
корпуса элемента), дополнительного пневмоакумулятора (в некоторых конструкциях) встроенного амортизатора
Пневматический упругий элемент:
1 – наружная направляющая манжеты;
2 – воздушная полость;
3 – верхняя часть корпуса;
4 – газовая полость амортизатора;
5 – манжета;
6 – двухтрубный гидравлический амортизатор;
7 – компенсационная полость амортизатора;
8 – поршень
Слайд 15Пневматический упругий элемент состоит из корпуса с направляющей манжеты и
поршня
Конструктивно пневматический упругий элемент может изготавливаться со встроенным амортизатором или
устанавливаться отдельно. Упругий элемент, объединенный с амортизатором, имеет название пневматическая стойка (по аналогии с амортизаторной стойкой подвески МакФерсон).
Слайд 16Манжета пневматического упругого элемента
Манжета пневматического упругого элемента изготавливается из прочного
многослойного эластомера. В некоторых конструкциях упругих элементов применяется дополнительные пневмоаккумуляторы.
Для поддержания давления при утечке воздуха в упругом элементе может устанавливаться клапан остаточного давления.
Слайд 17Виды пневмобаллонов
Различаются на три основных вида пневматических упругих элементов: Double-convoluted
пневмобаллон в общем случае обладает большей грузоподъемностью, коротким ходом и
более прогрессивной характеристикой и поэтому подходящий для установки на передней (более загруженной) оси автомобилей. Tapered-sleeve и rolling-sleeve пневмобаллоны меньше в диаметре, имеют больший ход и более линейную характеристику и оптимальны для установки на задней оси т.к. имеют больший ход и небольшую грузоподъемность. Однако в каждом отдельном случае тип и размер пневмобаллонов компания PNTVMO SISTEM подбирает индивидуально.
Слайд 18Модуль подачи воздуха
Модуль подачи воздуха служит для питания упругих элементов воздухом.
Он включает электродвигатель, компрессор и осушитель воздуха. Конструктивно в модуль
включен блок электромагнитных клапанов системы управления подвеской
Слайд 19Ресивер представляет собой резервуар для воздуха и обеспечивает регулирование дорожного просвета
при движении на небольшой скорости без включения компрессора, а также
корректировку положения кузова на стоянке.
Слайд 20Блок управления и датчики информирующие блок управления о скорости движения,
нагрузке автомобиля и угле поворота рулевого колеса
Блок управления оснащен двумя
дублирующими друг друга процессорами, из которых один в первую очередь отрабатывает алгоритм управления пневматическими элементами, а другой регулирует сопротивление амортизаторов.
Слайд 21Система регулирования сопротивления амортизаторов
Система регулирования сопротивления амортизаторов обрабатывает сигналы четырех
датчиков ускорений колес и трех датчиков ускорений кузова и оценивает
по результатам этой обработки состояние дороги и движения автомобиля. В результате производится изменение характеристик каждого из амортизаторов в соответствии с рассчитанной интенсивностью гашения колебаний. При этом амортизаторы работают на ходах сжатия и отдачи как полуактивные компоненты. Бесступенчатое регулирование демпфирования производится благодаря применению амортизаторов, характеристики которых изменяются посредством электрических исполнительных устройств. Эти амортизаторы встроены в стойки с пневматическими упругими элементами. Силы сопротивления амортизатора регулируются посредством встроенного в него пропорционально действующего (электромагнитного) клапана. Изменение сопротивления амортизаторов в зависимости от характера движения автомобиля и состояния дороги производится в течение нескольких миллисекунд.
Слайд 22 Изменение сопротивления амортизаторов
Принципиально изменение сопротивления амортизаторов производится в
соответствии с так называемой «стратегией подвески к небу». Регулирование амортизаторов
производится в зависимости от вертикальных ускорений колес и кузова автомобиля. В идеальном случае регулирование осуществляется таким образом, как будто кузов автомобиля подвешен на крюке к небу и плывет над дорогой, практически не повторяя неровностей дороги. Так достигается максимальная комфортабельность автомобиля.
Слайд 23Система контроля - Контроллер с электронными индикаторами давления в каждом
контуре и тремя предустановленными положениями кузова, выбираемыми одной кнопкой
В самых совершенных системах давлением в системе и клиренсом самостоятельно управляет электронный контроллер, который получает информацию от датчиков положения кузова и/или датчиков давления в пневмобаллонах. При этом существуют варианты систем с управлением только по давлению в каждой камере, систем с контролем только клиренса автомобиля и наиболее сложные системы, отслеживающие все параметры.
Слайд 24ЧТО ЭТО ДЛЯ ЧЕГО СЛУЖИТ ГДЕ И КАКА ПРИМЕНЯЕТСЯ ?
Слайд 25ЧТО ЭТО ДЛЯ ЧЕГО СЛУЖИТ ГДЕ И КАКА ПРИМЕНЯЕТСЯ ?
Слайд 26ЧТО ЭТО ДЛЯ ЧЕГО СЛУЖИТ ГДЕ И КАК ПРИМЕНЯЕТСЯ ?
Слайд 28Узлы и механизмы подвески соединены друг с другом воздушными магистралями
и подключены в электрическую систему автомобиля с помощью многофункциональной шины
электронной передачи данных CAN. Подвеска автоматически активизируется, как только открывается дверь автомобиля. Таким образом, еще до начала движения корректируются клиренс и упругость пневматических амортизаторов
Слайд 30Итак, как работает пневмоподвеска ?
Слайд 31Работу подвески имеет право вмешаться и сам водитель, который, во-первых,
может установить нужный дорожный просвет, подняв или опустив кузов автомобиля
Слайд 32Типы пневмоподвески
Можно выделить три основных типа пневмоподвески:
одноконтурная,
двухконтурная
и
четырехконтурная.
Слайд 34Одноконтурная система - устанавливается только на одну ось автомобиля. Это
может быть как передняя, так и задняя ось. В штатном
исполнении одноконтурной системой наиболее часто комплектуются грузовые автомобили и седельные тягачи. В данном случае имеется возможность регулировки жесткости задней оси в зависимости от загрузки автомобиля
Слайд 35Двухконтурная система пневмоподвески может быть установлена как на одну ось,
так и на две. В случае с установкой на одну
ось, осуществляется независимое регулирование колес. Если двухконтурная система осуществляет управление двумя осями, то это аналогично двум одноконтурным системам
Слайд 36Четырехконтурная система - является наиболее сложной, но и наиболее функциональной.
В такой системе осуществляется регулировка пневмоподпора каждого колеса. В четырехконтурных
система, как правило, применяется электронный блок управления, который в совокупности датчиками осуществляет автоматическую регулировку давления в пневмоэлементах.
Слайд 39Cколько контуров и уровней защиты в системе и какие именно
Слайд 40Какие используются типы подвесок на мостах ?
Слайд 42Принцип работы пневматической подвески
В пневматической подвеске реализовано, как правило,
три алгоритма управления:
автоматическое поддержание уровня кузова; принудительное изменение уровня
кузова;
автоматическое изменение уровня кузова в зависимости от скорости движения.
Слайд 44Какая система пневмоподвески и когда используется ?
Слайд 45Полуактивная пневматическая подвеска
Управление такой системой может выполняться как в автоматическом,
так и в ручном режиме. В последнем случае водитель сам
задает необходимый дорожный просвет, а в автоматическом режиме по сигналам от датчиков в зависимости от скорости блок управления меняет клиренс автомобиля.
Слайд 46Еще раз – как регулируется пневмоподвеска?
Слайд 47Индивидуальное регулирование жесткости амортизаторов на каждом колесе по отдельности позволяет
учитывать крен кузова и скорость, с которой автомобиль входит в
поворот, оценивать угол поворота и скорость, с которой водитель поворачивает руль. Тем самым жесткость амортизационных стоек может автоматически изменяться в движении так, что будет найден самый оптимальный и эффективный режим работы подвески, адекватно отвечающий конкретным дорожным условиям как с точки зрения безопасности, так и комфортности.
Слайд 48Например, при торможении передние колеса будут подрессориваться более жестко, чем
задние, а при ускорении — наоборот, но это в обоих
случаях позволит избежать неприятного продольного «клевка» кузова.
Слайд 49Пневматическая подвеска автоматически приспосабливается к различной загрузке автомобиля и способна
выбирать величину дорожного просвета, ориентируясь на дорожные условия.
Последовательность процессов автоматического
повышения и снижения уровня кузова (на примере Вольксваген Фаэтон): HN – повышенный уровень; NN – номинальный уровень; TN – пониженный уровень
Слайд 50Номинальный уровень дорожного просвета устанавливается и автоматически поддерживается постоянным при
движении со скоростью 80 км/ч и выше, а также во
время быстрого разгона до скорости 120 км/ч. Автоматическое снижение уровня дорожного просвета до номинального (NN) на 25 мм при повышенном уровне HN происходит при скоростях более 120 км/ч. Если уровень был номинальным (NN), снижение уровня дорожного просвета до пониженного (TN) на 15мм ниже номинального происходит через 30 с после превышения скорости 140 км/ч или менее чем через 30 с, если скорость достигнет 180 км/час. Понижение центра тяжести делает автомобиль более устойчивым, а также одновременно улучшает аэродинамические характеристики, что в свою очередь значительно снижает расход топлива Автоматическое повышение уровня дорожного просвета от пониженного (TN) до номинального (NN) происходит через 60 с после снижения скорости до 100 км/ч или менее чем через 60 с, если скорость станет менее 80 км/час.
Слайд 51Если дорожный просвет автомобиля изменяется в результате его загрузки или
разгрузки, блок управления включает систему регулирования, возвращающую кузов на первоначально
заданный уровень. При этом подача воздуха из упругих элементов производится через соответствующие им электромагнитные клапаны, а выпуск из них осуществляется через выпускной клапан.
Слайд 52Как работает 4 - контурная система пневмоподвески ?
Слайд 54ЗАДАЧИ ПНЕВМОПОДВЕСКИ
Главная проблема микроавтобусов это сильное проседание задней оси автомобиля.
Первая
задача, которую позволяет решить пневматическая подвеска – это подъем, вторая
–устранить боковые качения и нормализовать плавность хода. Обычно для управления используется стандартная безресиверная подготовка воздуха.
Слайд 55+ ПНЕВМОПОДВЕСКИ ?
Микроавтобусы
Для этого типа автомобилей масса плюсов:
1. Сглаживание колебаний
кузова на плохих дорогах;
2. Увеличение грузоподъемности;
3. Снижение уровня боковых качаний.
Для
большинства «микриков» пневмоподвеску устанавливают только на заднюю подвеску, но бывают случаи и на переднюю. Отдельной хотелось бы выделить американские «Дома на колесах», где пневматика на задней оси – незаменимая вещь, так как пневматическая подвеска позволяет убирать проблемы с огромным задним весом, а установка на переднюю ось - с одной стороны позволяет поднять автомобиль и заехать высокий подъем на пароме, а с другой стороны опустить автомобиль и заехать в небольшие ворота, такие как на мойках или стоянках.
Слайд 56С КАКИМИ ПОДВЕСКАМИ РАБОТАЕТ СОВМЕСТНО ПНЕВМОПОДВЕСКА ?
Слайд 57С КАКИМИ ПОДВЕСКАМИ РАБОТАЕТ СОВМЕСТНО ПНЕВМОПОДВЕСКА ?
Схема на примере передней
подвески автомобиля Mercedes-Benz SLS AMG
1-верхний поперечный рычаг
2-амортизатор
3-пружина
4-приводной вал
5-рулевая тяга
6-нижний поперечный
рычаг
Слайд 58С КАКИМИ ПОДВЕСКАМИ РАБОТАЕТ СОВМЕСТНО ПНЕВМОПОДВЕСКА ?
Слайд 59 ГДЕ И КАК ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ПНЕВМОПОДВЕСКИ ?
Слайд 60И ТАК, ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ И КАК РАБОТАЕТ ПНЕВМОПОДВЕСКА?
Простейшая пневматическая подвеска имеет в конструкции следующие основные элементы:
Устройство пневмоподвески (схема) упругие пневмоэлементы на каждое колесо; устройство подачи сжатого воздуха (компрессор); воздушный ресивер; воздушные магистрали; датчики и блок управления подвеской. Упругие пневмоэлементы являются исполнительными механизмами подвески, в задачи которых входит регулировка и поддержание клиренса. Регулировка может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режиме. Изменение высоты кузова относительно дороги осуществляется за счет изменения давления воздуха в пневмоэлементах.
Слайд 61Системы регулируемых подвесок
AIRMATIC DC (Dual Control)
Полуактивная пневматическая подвеска
Полуактивная
пневматическая подвеска AIRMATIC DC (Dual Control) сочетает спортивность с комфорт.
В её основе - пневморессоры, которые электроника в зависимости от дорожной ситуации настраивает жёстче или мягче. Например, при прохождении скоростных поворотов уменьшается как продольная, так и боковая качка кузова, а удовольствие от вождения, напротив, существенно увеличивается. Компонентом пневмоподвески с электронным регулированием является также адаптивная демпфирующая система ADS.
Слайд 62Системы регулируемых подвесок
AIRMATIC DC (Dual Control)
Полуактивная пневматическая подвеска
В
то время как пневмоподвеска AIRMATIC DC адаптируется к стилю вождения
и дорожным ситуациям, система ADS автоматически настраивает подходящую силу демпфирования для каждого отдельного колеса. Кроме того, управлять подвеской и демпфированием вы сможете и сами. С помощью переключателя на центральной консоли настройку подвески можно сменить с "комфортной" на "спортивно-комфортную" или на "спортивную".
Слайд 64ПНЕВМОАМОРТИЗАТОРЫ – В КАКИХ РЕЖИМАХ РАБОТАЮТ И КАК ?
Слайд 66КАКИЕ ПЕСПЕКТИВЫ У ПНЕВМОПОДВЕСОК ?
