Амортизатор с переменным демпфированием

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 14.04.2016 2016-04-14

Статья просмотрена: 346 раз

Библиографическое описание:

Хрипков, М. Ю. Реализация адаптивных алгоритмов демпфирования в подвеске автомобиля путем использования регулируемых амортизаторов / М. Ю. Хрипков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 8 (112). — С. 332-336. — URL: https://moluch.ru/archive/112/28499/ (дата обращения: 23.11.2021).

Ключевые слова: демпфирование колебаний, конструкции амортизаторов, управляемые амортизаторы, алгоритмы работы управляемых амортизаторов.

Первыми гасителями колебаний на автомобильном транспорте были листовые рессоры. Они совмещали в себе одновременно упругие и демпфирующие свойства. Последние обеспечивались трением листов друг о друга и переводом за счет этого кинетической энергии в тепловую. Стоит заметить, что этого демпфирования было вполне достаточно для успешного гашения вертикальных колебаний. Но время не стоит на месте, стали повышаться требования к комфорту и безопасности на автомобильном транспорте. Стали использовать независимые подвески, которые требовали разделения демпфирующего элемента и пружин. Современная тенденция направлена на использование адаптивных алгоритмов в подвеске автотранспортного средства. То есть, подвеска должна подстраиваться под дорожные условия в соответствии с пожеланиями водителя или в автоматическом режиме.

В данной работе будут рассмотрены конструкции регулируемых амортизаторов и амортизационных стоек.

1. Типовая конструкция двухтрубного амортизатора

Для начала хочется осветить типовую конструкцию двухтрубного амортизатора. Современный амортизатор обеспечивает демпфирование за счет того, что прокачивает жидкость через рабочие каналы. Конструкция простейшего гидравлического телескопического амортизатора включает в себя цилиндр, заполненный маслом, и поршень, плотно входящий в него. Цилиндр связан с неподрессоренной массой и прикреплен, как правило, к рычагу или опоре подвески. Поршень перемещается под воздействием штока, другим концом прикреплённого к кузову. Когда подвеска сжимается, шток перемещает поршень, способствуя прокачиванию жидкости через узкие каналы внутри цилиндра. Энергия колебаний переводится в тепловую энергию за счет гидравлического сопротивления в каналах поршня.

На рис. 1. схематично представлено устройство двухтрубного амортизатора. Он состоит из рабочей полости А, поршня 6, установленного на нижнем конце штока 5, донного клапана 9 и направляющей 1 штока, которая также предназначена для установки уплотнения 3 и вместе с поршнем 6 отрабатывает изгибающие моменты, которые возникают при работе амортизатора. Между цилиндром 7 и резервуаром 8 находится компенсационная полость С, которая примерно наполовину заполнена амортизаторной жидкостью. Остальная ее часть служит для восприятия дополнительного объема жидкости вследствие её расширения при нагреве (температура может подниматься до +110 °С, а в тропическом климате до +200°С), так и объема жидкости, вытесняемой при выдвигании штока.

Жидкость в компенсационной полости должна достигать половины высоты, чтобы предотвратить попадание воздуха в рабочую полость через донный клапан при экстремальных условиях. Эти условия обычно возникают при сильных морозах (до -50°С), если шток выдвинут полностью.

Также стоит отметить наклонное расположение амортизатора в автомобиле, которое приводит к одностороннему понижению уровня масла в компенсационной полости. Поэтому угол наклона двухтрубного амортизатора ограничен относительно вертикали, но он не должен превышать угол в 45°. Это может произойти в случае полного хода сжатия зависимой подвески, если самые верхние точки крепления амортизаторов расположены близко [5].

Рис. 1. Схема работы двухтрубного амортизатора

1. Конструкции ипринцип действия управляемых амортизаторов

Для настройки амортизаторов более важными являются параметры клапанов, чем конструкция самого амортизатора. Как правило, многие фирмы пытаются упростить как конструкцию поршня, так и всего амортизатора в целом. Например, компания Ohlins в конструкции своих амортизаторов использует всего четыре стандартных диаметра поршня — 28, 36, 44 и 46 мм [2].

В целом все клапаны можно разделить на два типа — дроссели и клапаны, нагруженные пружинами. Первый тип представляет собой каналы специальной формы и сечения, через которые протекание масла ограничивается только их гидравлическим сопротивлением. Чтобы при сжатии и отбое жидкость могла проходить по разным каналам, они перекрываются перепускными клапанами, которые пропускают жидкость только лишь в одном направлении, но не оказывают при этом существенного собственного сопротивления.

Если подпружиненный клапан имеет сечение больше, чем сечение канала, главное сопротивление потоку создается усилиями пружин, перекрывающих канал. В современных амортизаторах их роль выполняет пакет пружинных шайб, надетых на шток вместе с поршнем. Задавая толщину, диаметр и число шайб в пакете, можно менять характеристику работы клапана.

Читайте также: Как выглядит шток амортизатора

Рис. 2. Характеристики сопротивления клапанов

Зависимость усилий сжатия и отбоя от перемещения поршня и его скорости в целом считаются основными характеристиками амортизатора. Если зависимость усилия от хода может быть постоянной, то вторая зависимость более сложная и необходимая для процесса демпфирования: именно она формирует характер работы амортизатора и, в итоге, воздействует на управляемость автомобиля. Параметры клапанов задают скоростную характеристику амортизатора. У дроссельного клапана особо выражена прогрессивная характеристика сопротивления — чем большее скорость движенияе поршня, тем больше усилие. При наличии пружинного клапана, наоборот, когда скорость увеличивается, тогда сопротивление потоку становится меньше, т. е. имеет место так называемая дегрессивная характеристика [3] (рис. 3.)

Рис. 3. Совмещение прогрессивной и дегрессивной характеристик

Передовыми компаниями в сфере развития регулируемых амортизаторов на сегодняшний день является следующие фирмы:

 Tokico. Амортизаторы Tokico используют сложные многоступенчатые клапанно-поршневые системы с регулирующим зазором. В их состав включён пятипозиционный перепускной клапан. Этот механизм может изменять усилия демпфирования колебаний как при отбое, так и при сжатии. Процесс его настройки простой, удобный и понятный [4].

 Rancho. Данные амортизаторы, как правило, используются на бездорожье. Регулировка амортизатора имеет пять ступеней жёсткости. В каждом амортизаторе сконструирован простой механизм, который обеспечивает смещение клапана на повороте на одно из 5 делений. Амортизаторы Rancho обладают переменным сопротивлением давлению, что позволяет менять жёсткость в зависимости от профиля дороги. Специальный датчик отслеживает скорость движения штока и выставляет нужные характеристики системы клапанов [1].

 Kony B. V. Эти амортизаторы не являются массовым продуктом. Регулировка жёсткости в них осуществляется на отбой. Это дает большие возможности настроить автомобиль под определенные дорожные условия и пожелания водителя. [6].

 Амортизаторы с магнитно-реологической жидкостью. Принцип действия данного амортизатора основан на магнитно-реологическом эффекте. Данная жидкость представляет собой высокодисперсную суспензию из основанного на углеводороде синтетического масла, в которое введены мельчайшие мягкие магнитные частицы. При протекании этой жидкости через амортизатор под воздействием магнитного поля меняется сопротивление жидкости, так как частицы выстраиваются вдоль действия силовых линий магнитного поля. Магнитно-реологическая жидкость позволяет расширить диапазон регулировок амортизатора [7].

Рис. 4. Сравнительный анализ характеристик амортизатора Audimagneticride по сравнению с обычным амортизатором

Видео:Что такое демпфер в амортизаторе, зачем нужны демпферы. Как устроен амортизатор автомобиля и мотоСкачать

KIA Sorento PRIME Logbook Адаптивные амортизаторы HPD. Вопрос знатокам

Видео:Какие амортизаторы ЛУЧШЕ всего?Скачать

Как осуществляется регулирование жёсткости адаптивной подвески

Регулирование необходимой степени жёсткости подвески – демпфирования амортизаторов, обеспечивается ЭБУ системы. Она работает в одной упряжке с входными устройствами, блоком управления и исполнительными механизмами.

Систему управления адаптивной подвески при её работе дополняют такие входные устройства, как сенсоры клиренса автомобиля и ускорения кузова машины во всех направлениях, селектор режимов работы.

С помощью селектора – селектора режимов работы, выбирается нужная настройка степени демпфирования, то есть жёсткости адаптивной подвески. Сенсоры дорожного просвета отвечают за «фиксированность» величины хода подвески, причём как на сжатие, так и на отбой. Сенсор ускорения кузова вычисляет «ускоряемость» кузова автомобиля по вертикальной плоскости, порой в некоторых моделях и в горизонтальной. Количество и перечень датчиков (сенсоров) различается в зависимости от конкретной модели, от конструкции адаптивной подвески. К примеру, Volkswagen в свою подвеску DCC два сенсора дорожного просвета и три сенсора ускорения кузова. Два находятся спереди автомобиля и один сзади.

В ЭБУ поступают сигналы от сенсоров, где в соответствии с конкретной заложенной программой и начинается их обработка и дальнейшее формирование основанная на них управляющих сигналов, которые уже поступают на исполнительные устройства, к таким как электрорегулировочные электромагнитные клапаны или соленоиды (электромагнитные катушки). Однако, блок управления продвинутых версий адаптивной подвески при своей работе активно взаимодействует также с остальными системами автомобиля. К примеру с такими, как усилитель рулевого управления, автоматика тормозной системы, автоматическая трансмиссия, система управления двигателем и другими.

Как правило, конструкция адаптивной подвески предусматривает три встроенных режима работы: это распространённый трио – нормальный, спортивный и комфортный. Ну а в некоторых случаях есть дополнительные режимы, скорее под-режимы, например нормальный, полуспортивный, и «настоящий» спортивный и т.д.

Читайте также: Каким газом заполнены амортизаторы

Водителем может выбирать режимы и управлять ими в зависимости от потребности. И естественно в новых подвесках каждый режим осуществляет регулирование степени жёсткости автоматически, то есть необходимого демпфирования амортизаторов в пределах установленных параметрических характеристиках.

Показания сенсоров ускорения кузова прямо зависят от качества дорожного покрытия. В итоге, на дороге чем больше неровностей, тем активнее кузов автомобиля раскачивается. В соответствии с этим «мозги» системы управления выбирают и настраивают степень жёсткости амортизаторов.

Роль сенсоров дорожного просвета состоит в отслеживании текущей ситуации при движении автомобиля – торможении, ускорении, поворотах. Например, при торможениях клюёт носом – передняя часть автомобиля всегда опускается ниже задней, а при ускорении – происходит всё наоборот. Здесь принцип в том, что для обеспечения постоянного горизонтального положения кузова система регулирует уровень демпфирования амортизаторов спереди и сзади, которые будет различаться для каждой оси соответственно. При поворотах же из-за воздействия инерционной силы одна сторона автомобиля всегда оказывается выше/ниже другой. В этом случае «мозги» адаптивной подвески берут на себя обязанность раздельно регулировать и управлять правые и левые амортизаторы, то есть при правом повороте, когда правый бок стремится подниматься в воздух, то левые амортизаторы становятся жёстче. Чем и достигается устойчивость при прохождении поворотов.

Таким образом, на основании полученных сигналов сенсоров в блок управления формируются управляющие сигналы отдельно для каждого амортизатора, что позволяет добиться максимальной комфортности, спортивности и безопасности для каждого из выбранных на данный момент режимов.

Видео:новый амортизатор маршалСкачать

Адаптивная подвеска автомобиля

Как известно, автопроизводители постоянно совершенствуют выпускаемые автомобили, стараясь улучшить их безопасность, практичность и повысить уровень комфорта при езде

И именно к уровню комфорта всегда было повышенное внимание. Всем известно, что за комфорт отвечает подвеска автомобиля, которая должна обеспечивать максимальное сцепление с дорожным покрытием и при этом обязана компенсировать все неровности

Однако стандартная подвеска, которой укомплектованы практически все бюджетные автомобили может обеспечить либо комфорт на неровной дороге, либо хорошую управляемость на трассе.

Постоянные совершенствования и внедрение новых технологий позволили автопроизводителям создать подвеску совершенно нового уровня, которая была названа адаптивной или активной. Собственно новшеством это назвать нельзя, потому как первая адаптивная подвеска была установлена французами на автомобили Citroen и представляла собой гидропневматическую систему. Концерн Mercedes-Benz также устанавливал на свои автомобили адаптивные подвески на основе гидропневматики. Тем не менее, если ранее адаптивная подвеска была громоздка и примитивна в плане функционала, то сегодня она стала намного компактнее, функциональнее, но и устройство ее также усложнилось.

Активная подвеска имеет массу преимуществ:

1. способность самостоятельно в автоматическом режиме подстраиваться под любое дорожное покрытие;
2. адаптация к стилю вождения;
3. принудительная регулировка демпфирования;
4. уменьшение кренов кузова и, следовательно, лучшая маневренность;
5. и, конечно же, повышенный уровень безопасности.

Устройство и принцип работы адаптивной подвески

Адаптация к дорожным условиям и стилю вождения может обеспечиваться при помощи различных систем и устройств. На разных автомобилях применяются отличные друг от друга адаптивные подвески, однако предназначение и общий принцип действия остаются неизменными. В состав адаптивной подвески могут входить следующие элементы:

• активные (регулируемые) стойки амортизаторов;
• регулируемые стабилизаторы поперечной устойчивости;
• датчики ускорения, дорожного просвета, неровной дороги и прочие;
• электронный блок управления подвеской.

Активные стойки амортизаторов предназначены для динамического изменения жесткости подвески в зависимости от дорожного покрытия и ситуации на дороге. Амортизаторы могут иметь различную конструкцию. Из разновидностей встречаются стойки, оснащенные специальным электромагнитным клапаном с переменным сечением. Электронный блок управления подает напряжение разной величины на клапан амортизатора изменяя тем самым его проходное сечение, вследствие чего подвеска становится более жестче или мягче. Причем регулировка может осуществляться как на всех амортизаторах синхронно, так и для каждого индивидуально. Однако клапан – не единственное решение. Амортизатор может иметь стандартную конструкцию, которая заполнена особой рабочей жидкостью, меняющей вязкость под воздействием электромагнитных полей.

Существуют также адаптивные подвески с активными стабилизаторами поперечной устойчивости. Регулируемые стабилизаторы также получают команды от блока управления и меняют свою жесткость, тем самым уменьшая крены автомобиля при маневрировании на больших скоростях. Современные адаптивные подвески имеют довольно сложную и быстродействующую систему управления, которая способна получать, обрабатывать сигналы и посылать управляющие команды к исполнительным элементам за доли секунд, что позволяет менять характеристики мгновенно.

Читайте также: Передние амортизаторы для китайских мотоциклов

Стойки амортизатора и активные стабилизаторы относятся к исполнительным элементам адаптивной подвески. Однако для того чтобы исполнительные элементы могли выполнять свои функции, они должны получать для этого команды в нужное время. Управляет подвеской собственный электронный блок, который получает сигналы от многочисленных датчиков (автоматический режим) или от блока ручного контроля в салоне автомобиля (ручной режим). Водитель может самостоятельно установить требуемый режим подвески, и блок управления незамедлительно настроит соответствующим образом все исполнительные механизмы. Кроме того в ручном режиме также может осуществляться и автоматическая корректировка.

Видео:прокачка амортизаторов🤟🔥Скачать

Адаптивная подвеска.

Выбирайте шасси вашего BMW X6 по своему вкусу. В вашем распоряжении четыре опциональных пакета.

Максимальный комфорт при сохранении спортивности BMW: адаптивная подвеска Comfort позволяет раздельно регулировать настройки упругих элементов подвески и амортизаторов в любое время.Основные компоненты пакета Comfort — это система динамической регулировки жесткости амортизаторов (DDC) и пневматическая подвеска заднего моста. Стандартные настройки обеспечивают оптимальный комфорт. При желании водитель может изменить настройки с помощью системы управления режимами вождения, которая регулирует характеристики амортизаторов через DDC. Пневматическая подвеска заднего моста, входящая в данный пакет, обеспечивает высокий уровень комфорта при любой загрузке автомобиля.Для более динамичной езды предусмотрены режимы Sport и Sport+, которые включаются через систему управления режимами вождения. Они характеризуются, в частности, повышенной жесткостью амортизаторов, что улучшает управляемость и уменьшает крен при поворотах.Современная динамика: пакет адаптивной подвески Dynamic позволяет в полной мере реализовать спортивный потенциал автомобиля при сохранении комфорта. Данный пакет включает в себя систему Dynamic Performance Control и активную подвеску Dynamic Drive. Он обеспечивает максимальную маневренность в результате улучшения поворачиваемости и минимального крена при поворотах.Система Dynamic Performance Control плавно распределяет тяговое усилие заднего моста между правым и левым колесами. Например, в поворотах на внешнее колесо передается больший крутящий момент. Результатом является максимальная динамичность и оптимальная курсовая устойчивость. В свою очередь активная подвеска Dynamic Drive сводит к минимуму боковую раскачку кузова автомобиля с помощью активных стабилизаторов переднего и заднего моста.На BMW X6 M50d адаптивная подвеска Dynamic делает характер автомобиля еще более спортивным.Два в одном: адаптивная подвеска Professional объединяет в себе компоненты пакетов Comfort и Dynamic, тем самым совмещая максимальный комфорт с максимальной спортивностью. Водитель может в любое время раздельно настраивать параметры подвески с помощью системы управления режимами вождения.Реализовать максимально динамичную манеру вождения помогает ряд инновационных технологий. Например, система Dynamic Performance Control плавно распределяет тяговое усилие между правым и левым колесами заднего моста. В частности, в поворотах на внешнее колесо (у которого лучше сцепление с дорогой) передается больший крутящий момент. Это обеспечивает максимальную динамичность и оптимальную курсовую устойчивость. Активная подвеска Dynamic Drive сводит к минимуму боковую раскачку кузова автомобиля с помощью активных стабилизаторов переднего и заднего моста.Боковая раскачка — один из основных показателей комфорта: чем она меньше, тем меньше напряжения требуется от водителя. Система динамической регулировки жесткости подвески позволяет, например, уменьшить жесткость амортизаторов на неровной дороге, тем самым уменьшив тряску кузова. Пневматическая подвеска заднего моста, входящая в данный пакет, обеспечивает высокий уровень комфорта при любой загрузке.Вы сторонник динамичного вождения? Тогда к вашим услугам Адаптивная спортивная М-подвеска, которая доводит до максимума спортивный потенциал BMW X6. Система динамической регулировки жесткости подвески и пневматическая подвеска заднего моста настроены с расчетом на бескомпромиссную спортивную езду.В систему управления режимами вождения входят режимы Sport и Sport+, которые характеризуются улучшенной маневренностью, в частности путем повышения жесткости амортизаторов. Кроме того, автомобиль становится более чувствительным к повороту руля и нажатию педали газа. В режиме Sport+ дополнительно включается система динамического контроля тяги (DTC), которая, например, допускает контролируемый занос до установленного предела. В BMW X6 M50d все режимы отличаются более спортивными настройками в базовой конфигурации.Для спокойных поездок на дальние расстояния предназначен режим Comfort.

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  🔍 Видео

  Можно ли менять только ОДИН амортизатор?Скачать

  

  Как выбрать амортизатор на твой питбайк ? 🤔Скачать

  

  Газовый или масляный амортизатор, какой выбрать?Скачать

  

  CTR vs KYB битва амортизаторовСкачать

  

  Что-то на богатом💰 Амортизатор Ohlins для мотоцикла. #мото #moto #мотоцикл #ohlins #мотозапчастиСкачать

  

  ПОСЛЕ ЭТОГО Амортизаторы будут служить долго! #shortsСкачать

  

  Лада XRay амортизаторы TORRСкачать

  

  ЖЕСТЬ на СТО №54 ✅ ВАЗ - КАК ПРОВЕРИТЬ АМОРТИЗАТОР???Скачать

  

  Новые амортизаторы #camry #toyotaСкачать

  

  Kyb ( Каяба) против Zekkert (Зеккерт) сравнение. На джипе гранд чероки Jeep wk2.Скачать

  

  KYB vs Mapco сравнение амортизаторов после года и нескольких лет эксплуатацииСкачать

  

  как определить рабочий или нет амортизаторСкачать

  

  Газомасляные #амортизаторыСкачать

  

  амортизатор реставрация перекачка переделкаСкачать

  

  Как работает мертвый амортизатор?Скачать

  

  Не можна вдавлювати шток амортизаторів SACHSСкачать