Co je a jak funguje adaptivní odpružení

Jedním ze způsobů, jak zlepšit odpružení auta, je přizpůsobit jej povaze vozovky, rychlosti nebo stylu jízdy. To je možné realizovat pomocí elektronických zařízení a vysokorychlostních elektromagnetických, pneumatických a hydraulických pohonů. Stejné auto s rychlou změnou charakteristiky odpružení může získat individuální schopnosti silničního sporťáku, SUV nebo lehkého nákladního vozu. Nebo jednoduše výrazně zlepšit pohodlí cestujících.

Základy organizování adaptace

Pro získání schopnosti přizpůsobit se vnějším vlivům nebo příkazům řidiče musí odpružení získat aktivní charakter. Pasivní mechanismy vždy jednoznačně reagují na určité vlivy. Aktivní jsou schopni měnit své vlastnosti. K tomu mají řídicí elektronickou jednotku, což je počítač, který sbírá informace ze senzorů a dalších systémů vozidla, přijímá pokyny od řidiče a po zpracování nastavuje režim akčním členům.

Jak víte, odpružení se skládá z elastických prvků, tlumicích zařízení a vodicí lopatky. Teoreticky je možné ovládat všechny tyto komponenty, ale v praxi zcela stačí měnit vlastnosti tlumičů (tlumičů). To lze s přijatelným výkonem poměrně snadno provést. Přestože není vyžadována rychlost reakce, například parkovací režim, změna světlé výšky nebo statická tuhost podléhají úpravám, pak je docela možné přizpůsobit konfiguraci odpružení pro všechny jeho součásti.

Pro provozní přizpůsobení bude nutné vzít v úvahu mnoho vstupních parametrů:

• údaje o nepravidelnostech povrchu vozovky, aktuálních i budoucích;
• rychlost pohybu;
• směr, to znamená úhel natočení řízených kol a úhlové zrychlení vozu jako celku;
• poloha a rychlost otáčení volantu;
• požadavky řidiče podle rozboru jeho stylu jízdy a také ty zadané v manuálním režimu;
• poloha těla vzhledem k vozovce, parametry jeho změny v čase;
• signály radarového snímače, které analyzují stav pokrytí před vozem;
• podélné a příčné zrychlení vozu, provozní režimy motoru a brzdového systému.

Program řídicího bloku obsahuje algoritmy pro reakci na všechny příchozí signály a pro shromažďování informací. Příkazy jsou obvykle odesílány do elektricky ovládaných tlumičů všech kol, pro každé zvlášť, a také do aktivních spojek stabilizátorů. Nebo na zařízení, která je nahrazují při práci jako součást plně hydraulicky ovládaných závěsů, stejně jako na nejmodernější produkty, které pracují výhradně na elektromagnetické interakci. V druhém případě je rychlost odezvy tak vysoká, že z činnosti odpružení lze dosáhnout téměř ideálního chování.

Složení systému

Komplex zahrnuje zařízení, která zajišťují regulaci tlumicích vlastností a dynamické tuhosti a také minimalizaci naklánění karoserie:

• závěsný regulátor s mikroprocesorem, pamětí a I/O obvody;
• aktivní mechanismy pro odklánění (řízené stabilizátory);
• komplex senzorů;
• tlumiče, které umožňují elektronické řízení tuhosti.

Ovládací prvky na palubní desce, nejčastěji se jedná o palubní interaktivní displej, řidič si může nastavit jeden z provozních režimů podle svých preferencí. Je povolena převaha komfortu, sportovnosti nebo terénních schopností, stejně jako pokročilejší přizpůsobení funkcí s pamětí režimů. Nahromaděné přizpůsobení lze okamžitě obnovit na původní nastavení.

Požadavky na příčné stabilizátory jsou vždy kontroverzní. Na jedné straně je jejich účelem zajistit minimální naklánění karoserie. Ale tímto způsobem odpružení získává charakter závislosti, což znamená snížení komfortu. Při jízdě po špatných silnicích bude cennější funkcí ještě větší volnost jednotlivých kol pro dosažení maximálního kloubu náprav. Jen tak budou všechny rezervy zdvihu odpružení plně využity k zajištění stálého kontaktu pneumatik s povlakem. Stabilizátor s konstantní tuhostí, což je obvykle jednoduchá tyč z pružinové oceli, pracující na principu torzní tyče, nebude moci stejně dobře sloužit za všech podmínek.

U aktivních pérování je stabilizátor dělený, s možností elektronické regulace. Pro řízení snížené tuhosti lze použít různé principy. Někteří výrobci používají předpětí pro zkroucení elektromotorem s převodovkou, jiní používají hydraulický způsob, instalaci hydraulických válců na stabilizátor nebo jeho uchycení na karoserii. Je také možné zcela napodobit tyč stabilizátoru s jednotlivými hydraulickými válci pracujícími paralelně s pružnými prvky.

Nastavitelné tlumiče

Běžný tlumič má tu vlastnost, že mění svou dynamickou tuhost v závislosti na rychlosti a zrychlení pohybu tyče. Toho je dosaženo systémem škrticích ventilů, kterými proudí tlumicí kapalina.

Pro provozní ovládání obtokových škrticích klapek jsou možné dva způsoby - instalace elektromagnetických ventilů šoupátkového typu nebo změna vlastností kapaliny v magnetickém poli. Výrobci používají obě metody, druhou méně často, protože bude vyžadovat speciální kapalinu, která mění svou viskozitu v magnetickém poli.

Hlavní provozní rozdíly adaptivních odpružení

Aktivní odpružení s vlastnostmi přizpůsobení poskytují schopnost programově řídit spotřebitelské vlastnosti automobilu na jakékoli silnici:

• tělo vždy zachovává danou polohu vůči vozovce, jejíž odchylky jsou určeny pouze rychlostí adaptačního systému;
• kola mají maximálně dosažitelný stálý kontakt s povlakem;
• úroveň zrychlení v kabině z nerovností je mnohem nižší než u tradičního odpružení, což zvyšuje komfort jízdy;
• vůz se lépe ovládá a je stabilnější ve vysokých rychlostech;
• nejpokročilejší systémy dokážou předvídat nerovnosti skenováním vozovky před koly a nastavením tlumičů předem.

Nevýhoda jako u všech složitých systémů je jedna – vysoká složitost a s tím spojené ukazatele spolehlivosti a nákladů. Proto se adaptivní odpružení používá v prémiovém segmentu nebo jako volitelná výbava.

Algoritmy práce a sada zařízení se neustále stávají složitějšími a zdokonalovanými. Hlavním cílem vývoje v oblasti aktivních adaptivních odpružení je dosažení maximálního klidu karoserie vozu, bez ohledu na to, co se stane s koly a jejich neodpruženými hmotami. V tomto případě musí všechna čtyři kola neustále udržovat kontakt s vozovkou a udržovat vůz na dané trajektorii.