Устройство автомобиля –
«Регулируемые подвески»

Особые амортизаторы

Изюминка “Mercedes-Benz” S-класса – уникальная система ABC

Активные стабилизаторы поперечной устойчивости “Dynamic Drive” практически не дают “семерке” BMW крениться в поворотах.

ГЛАВНЫЙ элемент многих регулируемых подвесок – специальный амортизатор, который по команде электронной системы управления может менять свои характеристики во время движения автомо¬биля. В остальном такие подвески практически не отличаются от обычных. Как правило, регулируе¬мые амортизаторы имеют несколько фиксированных режимов работы (напри¬мер, стандартный, спортивный и комфортный). Их выбирает водитель с помощью кнопок в сало¬не машины.

Причем регулируемые амортизаторы бывают разные. Например, в ходовой части спортивных купе “Audi TT” или “Chevrolet Corvette ZR1” используется технология “Magnetic Ride”. В такой амортизатор залито специальное масло с магнитными частицами (так называемая магнито-реологическая жидкость). Кроме того, в поршень встроен электромагнит. При движении автомобиля электронный блок управления с различных датчиков постоянно полу¬чает информацию о работе подвески, скорости вращения колес, других параметрах – и в зависимости от выбранного водителем режима регулирует ток в электромагните. Вокруг него создается магнитное поле, под воздействием которого частицы в масле выстраиваются в определенном порядке, увеличивая вязкость жидкости и соответственно жесткость амортизатора. Таким образом, подвеска очень быстро приспосаб¬ливается к любой дороге. До недавнего времени подобные амортизаторы не могли похвастать доступной ценой, высокой надежностью и стабильностью работы, поэтому встречались достаточно редко. Но, как показывают современные тенденции, проектировщикам удалось решить эти проблемы.

По-другому устроены регулируемые амортизаторы других систем – “Four-C” (“Continuously Controlled Chassis Con-cept”), применяющаяся на автомобиле “Volvo S80”; EDC (“Electronic Damper Control”), известной по различным моделям компании BMW, а также PASM (“Porsche Active Suspension System”), ко¬торой оснащаются многие спорткары “Porsche”.

Жесткость амортизаторов у них также регулируется электроникой, только управляет она специаль¬ным электромагнитным клапаном, который пере¬крывает подачу масла из одного резервуара амортизатора в другой.

Однако, несмотря на то, что блок управления несколько сот раз в секунду получает информацию с множества датчиков и в соответствии с их показаниями изменяет настройки ходовой части, быстродействие такой системы почти на порядок ниже, чем у подвески с “магнитными” демпферами. Кроме того, жесткость аморти¬затора в таких системах меняется не плавно, а ступенчато. Иными словами, эффективность подобного шасси не столь высока, поэтому на современных автомобилях оно хоть и широко распространено, но встречается все реже.

Кстати, компания BMW на своих моделях помимо регулируемых амортизаторов EDC для борьбы с кренами кузова в поворотах применяет активные стабилизаторы поперечной устойчивости “Dynamic Drive”. Посередине в них встроен мощный гидромотор, который при прямолинейном движении не работает, и стабилизатор не вмешивается в работу подвески. Начало поворота электроника определяет по сигналу датчиков поперечных ускорений и дает команду гидромотору. Чем круче поворот, тем силь¬нее гидравлика закручивает половинки стабилизатора, препятствуя крену кузова.

Нетрадиционные упругие элементы

Пневмоподвеска обеспечивает “Range Rover” не только высокую плавность хода, но и отменную проходимость.

В ходовой части “Audi TT” используются регулируемые амортизаторы, заполненные специальной магнито-реологической жидкостью.

СДЕЛАТЬ ходовую часть регулируемой можно также с помощью специальных упругих элементов. Многие автопроизводители применяют на своих моделях пневматическую подвеску. В ней традиционные пружины заменены баллонами со сжатым воздухом. Их упругая характеристика практически идеальна, по¬этому машина с таким шасси обладает очень высокой плавностью хода. Необхо¬димое давление воздуха в пневмоэлементах обычно поддерживает компрессор с электроприводом.

Есть у пневмоподвески и другие достоинства. В частности, на универсалах и минивэнах встречается система поддержания постоянного уровня кузова над дорогой. Даже при большой загрузке такая машина сохраняет хорошую управляемость и плавность хода. На дорогих автомобилях (например на внедорожнике “Range Rover”) пневмоподвеска еще сложнее. Воздушным компрессором здесь управляет электроника, получающая сигналы от множества датчиков (скорости, уровня кузова, положения колес и т.д.). С помощью специальной системы клапанов она устанавливает давление в каждом пневмобаллоне индивидуально. Это позволяет заметно уменьшить крены кузова в поворотах и сделать автомобиль устойчивее. Кроме того, водитель по своему желанию может менять дорожный просвет машины.

Оригинальный подход к созданию регулируемой подвески продемонстрировала компания “Mercedes-Benz”, которая устанавливает на некоторые свои модели систему ABC (“Active Body Control”). Ее основной элемент – специальные стойки подвески, объединяющие пружину и амортизатор. Причем пружина находится в герметичном цилиндре, и ее сжатие (а соответственно и жесткость) регулируется поршнем, который перемещается давлением жидкости от гидравлического насоса и гидроаккумуляторов. Управляют работой этой системы электронные блоки, получающие сигналы от 13 датчиков. ABC работает настолько быстро и эффективно, что машина с такой подвеской даже не нуждается в стабилизаторах поперечной устойчивости. Кроме того, при поломке гидравлики ходовая часть сохраняет работоспособность, и автомобиль может двигаться дальше. Недостатком подобной системы можно назвать ее большую стоимость.

Гидропневматическая подвеска

“Citroёn C5” – один из немногих серийных автомобилей с гидропневматической подвеской.

ОТДЕЛЬНО стоит упомянуть о гидропневматических подвесках, лидером в разработке которых вот уже более полувека остается компания “Citroёn”. В такой ходовой части традиционные пружины заменены сферами (вдобавок еще две такие же сферы стоят на каждой оси машины). Они заполнены сжатым газом, выполняющим роль упругого элемента, отделенным от единой гидравлической системы гибкой мембраной. На нее воздействует масло, которое при перемещении колеса вытесняется из стойки подвески. Давление в системе поддерживается гидронасосом, а электроника с помощью специальных клапанов распределяет потоки масла и тем самым изменяет жесткость подвески в очень широких пределах.

Гидропневматическая ходовая часть придает автомобилю отличные ходовые качества, но очень дорога в изготовлении. Поэтому на современных моделях встречается весьма редко.

Гидропневматическая подвеска: принцип работы

Гидропневматическая подвеска представляет собой автомобильный узел, который состоит из упругих элементов, взаимодействующих между собой посредством гидравлической и пневматической силы. Современная система данной конструкции известна под наименованием Hydractive. В третьем поколении предусмотрена автоматическая регулировка характеристик, что делает узел активным, в зависимости от дороги и прочих транспортных условий. Рассмотрим особенности и характеристики этого блока.

История создания

Впервые гидропневматическая подвеска «Ситроен» появилась в 1954 году. Именно на этой марке машины была испробована более современная, по сравнению с аналогами, система. За прошедший период конструкторы активно дорабатывали этот узел, вносили в него кардинальные изменения.

В современности применяется уже третье поколение такого типа активной подвески. Конструкция позволяет свести к минимуму воздействие человеческого фактора. Подобная система по лицензии используется также компаниями, «Роллс-ройс» и «Мерседес».

Достоинства

Основным плюсом гидропневматической подвески является плавность работы и минимальная передача удара на кузов машины. Кроме того, имеется возможность корректировки дорожного просвета. Последнее поколение рассматриваемой системы способно приспосабливаться к стилю вождения. Высокая эффективность гасит колебания даже при быстрой езде на неровной дороге или резких поворотах.

Изготовители, имеющие официальное право на выпуск рассматриваемой системы, часто комбинируют ее с аналогами типа «МакФерсон». Сложность конструкции и высокая цена обуславливают то, что данный узел используется преимущественно на дорогих автомобилях.

Например, гидропневматическая подвеска «Ситроена С5» агрегирует с многорычажным блоком в задней части, а спереди комбинируется с «МакФерсоном». Подобное сочетание делает ее дешевле и проще в обслуживании. Основное развитие узла идет в двух направлениях: расширения функционала и повышения показателя надежности.

Устройство

Гидропневматическая подвеска последнего поколения состоит из следующих элементов:

• фронтальных подвесок стойки;
• гидропневматических цилиндров на задней оси;
• гидравлического и электронного блока;
• резервуара для рабочей жидкости.

Каждая деталь выполняет свою функцию, но, в некоторых случаях, может еще присутствовать контур гидравлического рулевого усилителя.

Комбинированный гидроэлектронный блок (ГЭБ) обеспечивает стабильное давление в системе и уровень жидкости. К дополнительным устройствам относятся:

• электромотор;
• насос;
• поршень;
• электронное управление;
• запорный и предохранительный клапан.

Емкость с жидкостью размещается над ГЭБ. Передняя стойка объединяет гидропневматику и цилиндр, а между ними находится клапан амортизации, отвечающий за уменьшение колебаний кузова авто.

Рабочий элемент и цилиндр

Гидропневматическая подвеска оборудована деталью, представляющей собой металлическую сферу, внутри которой находится многослойная мембрана. Над ней пространство заполнено сжиженным азотом, а в нижней части присутствует специальная жидкость. Следовательно, жидкость дает давление, а газ служит основным упругим элементом.

Последняя модификация рассматриваемого узла оснащается одной упругой деталью на каждое колесо и парой сфер на оси автомобиля. Добавочные упругие элементы существенно увеличивают диапазон корректировки жесткости, а сферы серого цвета, используемые в системе, имеют рабочий ресурс не менее 200 тысяч километров пути.

Гидравлический цилиндр служит для накапливания жидкости, предназначенной для упругих элементов. Кроме того, он выполняет функцию регулятора высоты кузова относительно трассы. Деталь состоит из штока, поршня, соединенного с рычагом подвески. Передние и задние цилиндры идентичны по конструкции, однако задние экземпляры размещены под углом.

Регулятор жесткости

Эта деталь предназначена для изменения жесткости подвески. Состоит регулятор из амортизационного и электромагнитного клапана, золотника и дополнительной сферы. Для достижения предельной мягкости узел позволяет нагнетать максимальный внутренний объем газа. При этом электромагнитный клапан отключается от питания.

При активировании электромагнитного клапана гидропневматическая подвеска переходит в жесткий режим. В этом случае, задние цилиндры, добавочные сферы и стойки оказываются в изоляции друг от друга.

К входным дополнительным устройствам системы относятся датчики, переключатели режимов. На узле типа Hydractive 3 предусмотрены датчики измерения высоты кузова и угла руля. Еще один индикатор наблюдает за скоростью и вращением рулевого колеса. Переключатель режимов принудительно выставляет высоту машины и жесткость подвески.

Электронный блок управления

ЭБУ служит для принятия и обработки сигналов входных устройств. Затем он выдает сигнал на приспособления подвески. Электронный блок управления обычно функционирует в тандеме с системой контроля двигателя и антиблокировкой тормозов.

Исполнительные устройства гидропневматической подвески Citroen включают в себя электрический мотор насоса, корректор фар, клапаны. Электродвигатель контролируемо изменяет скорость вращения, давление в системе и производительность помпы. В последнем поколении рассматриваемого узла используется четыре электромагнитных клапана, два из которых регулируют заднюю ось, а оставшаяся пара – передний аналог. Преимущественно эти элементы помещены в регуляторы уровня жидкости.

Принцип работы гидропневматической подвески

Рассматриваемый узел служит для автоматического контроля дорожного просвета, регулировки жесткости и принудительного изменения этих показателей. Корректировка клиренса происходит с учетом скорости передвижения, манеры вождения и покрытия дороги. Например, при скорости более 110 км/ч клиренс уменьшается автоматически на 15 миллиметров. На плохой дороге и низкой скорости (60 км/ч и менее) этот параметр увеличивается на 20 мм. Стоит отметить, что высота поддерживается независимо от нагрузки.

Такая возможность существует благодаря специальной жидкости, циркулирующей в контуре системы. Это дает возможность сохранить заданный уровень кузова машины при езде по неровной дороге.

Работа гидропневматической подвески категории «+» отличается тем, что в ней предусмотрена автоматическая корректировка жесткости в зависимости от ускорения на поворотах, при резком торможении и движении прямо. Блок управления учитывает скорость транспортного средства, параметры рулевого управления и прочие аспекты, меняющиеся в процессе езды.

Система в автоматическом режиме контролирует электромагнитный клапан жесткости, увеличивая или понижая данный показатель. Жесткость может меняться на конкретном колесе либо на всех элементах. Конструкторы предусмотрели также ручное управление изменения клиренса.

Ремонт и обслуживание

Гидропневматическая подвеска, устройство которой рассмотрено выше, — это довольно дорогое удовольствие. Следовательно, ее ремонт также обойдется «в копеечку». Ниже приведены ориентировочные цены на ремонт тех или иных элементов системы:

• Починка гидравлического амортизатора – от двух тысяч рублей.
• Замена регулятора жесткости – от 4,5 тысяч.
• Аналогичная процедура по передней сфере – 700 рублей и выше.
• Стоимость жидкости, используемой в третьем поколении – не менее 600 рублей.

Окончательная стоимость зависит от комплектации узла и года выпуска машины. Стоит отметить, что поломка одной из деталей часто влечет выход из строя других элементов. Как видно, на обслуживание придется потратиться, однако это того стоит.

Гидропневматическая подвеска «Ситроен С5»: отзывы

Как подтверждают владельцы, основным преимуществом машины «Ситроен С5» является именно наличие описываемой подвески. И, как бы ее ни критиковали конкуренты, она позволяет держать автомобиль уверенно и ровно практически на любом дорожном покрытии. Рассматриваемый узел позволяет корректировать клиренс от 15 до 20 миллиметров в сторону уменьшения или увеличения. Причем происходит это в автоматическом режиме.

Среди других плюсов пользователи отмечают плавность хода, удобство при демонтаже колес и долговечность узла. К отрицательным чертам потребители относят высокую стоимость ремонта. Кроме того, при перемещении практически не замечаются ямы и выбоины, что приводит к более интенсивному износу подвески

Заключение

Гидропневматическая подвеска, несомненно, является прорывом в сфере автомобильной промышленности. Она в автоматическом режиме позволяет корректировать целый спектр параметров. Видимо, не зря лицензию на ее использование приобрели такие гиганты автопрома, как «Роллс-ройс», «Мазерати» и «Мерседес». Однако первые вариации придумал Поль Маже (французский конструктор).

Стартовое испытание инновационного узла произошло на автомобиле Citroen Traction Avant в 1954 году. Компания до сих пор успешно использует данную систему, постоянно дорабатывая и обновляя ее. С развитием прогресса возможны и кардинальные усовершенствования, но пока одним из лучших в своем класс считается третье поколение гидропневматической подвески Hydractive.