Čo je a ako funguje adaptívne odpruženie

Jedným zo spôsobov, ako zlepšiť odpruženie auta, je prispôsobiť ho povahe vozovky, rýchlosti alebo štýlu jazdy. To je možné realizovať pomocou elektronických zariadení a vysokorýchlostných elektromagnetických, pneumatických a hydraulických pohonov. To isté auto s rýchlou zmenou charakteristiky pruženia môže získať individuálne schopnosti cestného športového auta, SUV alebo ľahkého nákladného auta. Alebo jednoducho výrazne zlepšiť pohodlie cestujúcich.

Základy organizácie adaptácie

Na získanie schopnosti prispôsobiť sa vonkajším vplyvom alebo príkazom vodiča musí pruženie nadobudnúť aktívny charakter. Pasívne mechanizmy vždy jednoznačne reagujú na určité vplyvy. Aktívni sú schopní meniť svoje vlastnosti. Na to majú riadiacu elektronickú jednotku, čo je počítač, ktorý zbiera informácie zo senzorov a iných systémov vozidla, prijíma pokyny od vodiča a po spracovaní nastavuje režim akčným členom.

Ako viete, odpruženie pozostáva z elastických prvkov, tlmiacich zariadení a vodiacej lopatky. Teoreticky je možné ovládať všetky tieto komponenty, ale v praxi úplne stačí meniť vlastnosti tlmičov (tlmičov). S prijateľným výkonom je to pomerne jednoduché. Aj keď nie je potrebná rýchlosť reakcie, napríklad parkovací režim, zmena vôle alebo statická tuhosť podlieha úpravám, potom je celkom možné prispôsobiť konfiguráciu zavesenia pre všetky jeho komponenty.

Pre prevádzkové prispôsobenie bude potrebné vziať do úvahy mnohé vstupné parametre:

• údaje o nepravidelnostiach povrchu vozovky, súčasných aj budúcich;
• rýchlosť pohybu;
• smer, to znamená uhol natočenia riadených kolies a uhlové zrýchlenie vozidla ako celku;
• poloha a rýchlosť otáčania volantu;
• požiadavky vodiča podľa analýzy jeho štýlu jazdy, ako aj požiadavky zadané v manuálnom režime;
• poloha tela vzhľadom na vozovku, parametre jeho zmeny v čase;
• signály radarového snímača, ktoré analyzujú stav pokrytia pred vozidlom;
• pozdĺžne a priečne zrýchlenie automobilu, motora a prevádzkových režimov brzdového systému.

Program riadiaceho bloku obsahuje algoritmy na reagovanie na všetky prichádzajúce signály a na zhromažďovanie informácií. Príkazy sa zvyčajne odosielajú do elektricky ovládaných tlmičov všetkých kolies, pre každé individuálne, ako aj do aktívnych spojok stabilizátorov. Alebo k zariadeniam, ktoré ich nahrádzajú pri práci ako súčasť plne hydraulicky ovládaných závesov, ako aj k najmodernejším produktom, ktoré pracujú výlučne na elektromagnetickej interakcii. V druhom prípade je rýchlosť odozvy taká vysoká, že z činnosti pruženia možno dosiahnuť takmer ideálne správanie.

Zloženie systému

Komplex zahŕňa zariadenia, ktoré zabezpečujú prácu na regulácii tlmiacich vlastností a dynamickej tuhosti, ako aj na minimalizácii nakláňania karosérie:

• regulátor odpruženia s mikroprocesorom, pamäťou a I/O obvodmi;
• aktívne mechanizmy na odvrátenie (riadené stabilizátory);
• komplex senzorov;
• tlmiče, ktoré umožňujú elektronické riadenie tuhosti.

Ovládanie na palubnej doske, najčastejšie je to palubný interaktívny displej, vodič si môže nastaviť jeden z prevádzkových režimov podľa svojich preferencií. Povolená je prevaha komfortu, športovosti či terénnych schopností, ako aj pokročilejšie prispôsobenie funkcií s pamäťou režimov. Nahromadené prispôsobenie je možné okamžite obnoviť na pôvodné nastavenia.

Požiadavky na priečne stabilizátory sú vždy kontroverzné. Na jednej strane je ich účelom zabezpečiť minimálne nakláňanie karosérie. Takto však pruženie nadobudne charakter závislosti, čo znamená zníženie komfortu. Pri jazde po zlých cestách bude cennejšou vlastnosťou ešte väčšia voľnosť jednotlivých kolies pre dosiahnutie maximálnej kĺbovosti náprav. Len tak sa naplno využijú všetky rezervy zdvihu odpruženia, aby sa zabezpečil neustály kontakt pneumatík s povlakom. Stabilizátor s konštantnou tuhosťou, ktorým je zvyčajne jednoduchá tyč z pružinovej ocele, pracujúca na princípe torznej tyče, nebude môcť rovnako dobre slúžiť za všetkých podmienok.

Pri aktívnych závesoch je stabilizátor delený, s možnosťou elektronickej regulácie. Na riadenie zníženej tuhosti je možné použiť rôzne princípy. Niektorí výrobcovia používajú predpätie na točenie elektromotorom s prevodovkou, iní využívajú hydraulický spôsob, osadzovanie hydraulických valcov na stabilizátor alebo jeho uchytenie na karosériu. Je tiež možné úplne napodobniť tyč stabilizátora s jednotlivými hydraulickými valcami pracujúcimi paralelne s elastickými prvkami.

Nastaviteľné tlmiče

Bežný tlmič má tú vlastnosť, že mení svoju dynamickú tuhosť v závislosti od rýchlosti a zrýchlenia pohybu tyče. Dosahuje sa to systémom škrtiacich ventilov, cez ktoré prúdi tlmiaca kvapalina.

Pre prevádzkové ovládanie obtokových škrtiacich klapiek sú možné dva spôsoby - inštalácia cievkových elektromagnetických ventilov alebo zmena vlastností kvapaliny v magnetickom poli. Výrobcovia používajú obe metódy, druhú menej často, pretože bude vyžadovať špeciálnu kvapalinu, ktorá mení svoju viskozitu v magnetickom poli.

Hlavné prevádzkové rozdiely adaptívnych odpružení

Aktívne odpruženie s vlastnosťou prispôsobenia poskytuje možnosť programovo ovládať spotrebiteľské vlastnosti automobilu na akejkoľvek ceste:

• telo vždy udržuje danú polohu voči vozovke, odchýlky od nej sú určené iba rýchlosťou adaptačného systému;
• kolesá majú maximálne dosiahnuteľný stály kontakt s povlakom;
• úroveň zrýchlenia v kabíne z nerovností je oveľa nižšia ako pri tradičnom odpružení, čo zvyšuje komfort jazdy;
• auto sa lepšie ovláda a je stabilnejšie pri vysokých rýchlostiach;
• najpokročilejšie systémy dokážu predvídať nerovnosti skenovaním vozovky pred kolesami a nastavením tlmičov vopred.

Nevýhodou, ako pri všetkých zložitých systémoch, je jedna – vysoká zložitosť a s ňou spojené ukazovatele spoľahlivosti a nákladov. Preto sa adaptívne pruženie používa v prémiovom segmente alebo ako voliteľná výbava.

Algoritmy práce a súbor zariadení sa neustále stávajú zložitejšími a vylepšenými. Hlavným cieľom vývoja v oblasti aktívnych adaptívnych pružení je dosiahnuť maximálny pokoj karosérie auta, nech sa deje s kolesami a s nimi súvisiacimi neodpruženými hmotami čokoľvek. V tomto prípade musia všetky štyri kolesá neustále udržiavať kontakt s vozovkou a udržiavať auto na danej trajektórii.