IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Подвеской автомобиля - совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между кузовом и мостами или колёсами автомобиля, уменьшение динамических нагрузок на кузов и колёса, затухание их колебаний, а также регулирование положения кузова автомобиля во время движения. Подвеска современного автомобиля должна одновременно обеспечивать приемлемый комфорт, хорошую управляемость и активную безопасность.

Существуют различные типы подвесок. Они классифицируются по типу направляющего аппарата (зависимые и независимые) и по типу упругих элементов (пружинные, торсионные, рессорные, пневматические и т.д.). Наибольшее распространение среди современных легковых автомобилей получила независимая пружинная подвеска [1].

Однако, все эти подвески похожи в том, что лишь частично гасят колебания от неровностей дороги. Создание подвески, которая будет демпфировать все неровности – главная задача современных инженеров. Для этого в подвеску добавляют различные электронные системы, которые помогают настроить подвеску на различные дорожные препятствия.

Корпорация Bose создала уникальную электромагнитную подвеску для легковых автомобилей. Она исключает любые крены и колебания на ухабах, выбоинах, сохраняя комфорт для водителя и пассажиров. Комфорт достигается за счет гашения колебаний машины от дорожных неровностей, а надежное поведение — исключением чрезмерной раскачки и кренов, а также хорошим контактом шины с дорогой. С физической точки зрения эти два показателя противоречат друг другу. Поэтому, производители автомобилей делают упор на более необходимый на их взгляд показатель. Привычные амортизаторы, пружины, гидравлические системы не в состоянии обеспечить достаточную прочность, быстродействие и эффективность.

Электромагнитная подвеска Bose конструктивно отличается от привычной подвески. Ее суть состоит в том, что вместо амортизатора и пружины смонтирован линейный электромотор. Внутри мотора находятся магниты и соленоид. Когда ток протекает по обмотке внутри катушки, создается магнитное поле, в результате чего мотор работает на сжатие и отбой. Одним из преимуществ электромагнитного двигателя является быстродействие. Он эффективно противодействует ухабам, рытвинам и выбоинам, сохраняя комфорт для пассажиров. Ток для электромотора подается от блока управления через усилитель. Компенсирующие усилители мощности доставляют ток в линейный электродвигатель, а затем в процессе работы мотора энергия возвращается в усилитель. При попадании колеса на неровность дороги, энергия используется для увеличения хода отбоя. Когда колесо выезжает из неровности мотор работает как генератор: за счет сжатия линейный электродвигатель возвращает энергию обратно в усилитель. Это позволяет подвеске Bose использовать малое количество энергии. Электромотор сопротивляется кренам и раскачке за счет сжатия подвески. Такая система подвески обладает достаточной мощностью, прочностью и обладает малыми размерами [2].

Активная подвеска предполагает под собой особенный тип подвески, с меняющимися во время эксплуатации характеристиками жесткости элементов. Электронная система контроля, которая входит в состав такой подвески, позволяет автоматически изменять нужные характеристики. В отдельных элементах активной подвески применяется действие несколько компонентов. Наибольшее распространение получила подвеска активного типа, в которой используются рессоры с управляемой ступенью демпфирования. Данная разновидность активной подвески также знаменита как адаптивная подвеска. Еще ее нередко именуют полуактивным типом подвески, потому что в ее сборки нет каких-то дополнительных приводов. Управление происходит за счет изменения двух основных подходов: регулирование электромагнитных клапанов, которые размещены в амортизаторной стойке и использование специальной реолого-магнитной воды, которой наполняется амортизатор.

Электронный контроль дает возможность контролировать различные характеристики жесткости подвески. Наиболее распространенный вид подвесок активного типа, является использующая упругие регулируемые элементы, так как она держит подходящую твердость подвески и высоту кузова. Однако, конструктивно она более сложная, так как ей необходим дополнительный привод для контроля упругих компонентов. В качестве гибких элементов в активной подвеске используются пружины, гидропневматические и пневматические упругие элементы.

В системе «Active Body Control», подвеске от Mercedes-Benzтвердость пружин регулируется за счет гидравлического привода, спомощью которого происходит подача масла под давлением вамортизаторную стойку. На пружину, которая установлена соосно самортизатором, действует давление гидравлической жидкости из цилиндра.

Контроль гидроцилиндров, расположенных в амортизаторных стойках, исполняет компьютерная система, включающая датчики поперечного, продольного и вертикального ускорения, положения кузова и давления. Данная система практически убирает крен кузова при ускорении, поворотах и торможении. Основой пневматической подвески является гибкий пневматический элемент. Он настраивает высоту кузова автомобиля в зависимости от качества дорожного покрытия. Давление в упругих пневматических элементах создается с внедрением пневматического привода, который включает компрессор с электродвигателем. Для изменения жесткости подвески используются рессоры.В отдельный вид активной подвески выделяют подвескус возможностью изменения жесткости стабилизатора, отвечающего за поперечную устойчивость. Если автомобиль движется прямо, то стабилизатор выключается, и подвеска становится жестче. При резкой смене направления движения либо при повороте жесткость стабилизаторов растет пропорционально необходимому усилию, предотвращая крен кузова.

Активная система с изменяемой геометрией подвески позволяет управлять длиной рычагов, применяемых в подвеске, меняющая схождение задней пары колес. Чтоб поменять длину рычага применяется электрический привод. При маневрировании на малой скорости и прямолинейном движении система ставит минимальное схождение. При поворотах и на большой скорости задние колеса сходятся. За счет этого автомобиль получает улучшенную устойчивость и повышенную управляемость [3].

Система «Magic body control» разработана в 2013 году для нового поколения Mercedes S-class. Она представляет собой активную систему управления подвеской, которая отслеживает профиль дорожного полотна и на основе полученной информации изменяет характеристики подвески для ее адаптации к неровностям дороги до того как колесо автомобиля войдет с ними в контакт. Каждое колесо автомобиля имеет свои собственные настройки. [4].

«Magic body control» использует специальную стереокамеру «Road surface scan», которая позволяет сканировать поверхность дорожного полотна. Камера расположена под лобовым стеклом в зоне салонного зеркала заднего вида. Эта камера высокой четкостью фиксирует все неровности трассы и на основе полученной информации, а также основываясь на данных о движении автомобиля (скорость, отклонение руля, данные АБС и т.д.), рассчитывается оптимальный алгоритм работы подвески индивидуально для каждого колеса - ещё до момента контакта протектора шины с дорогой. Эти данные передаются системе «Active Body Control», контролирующей уровень кузова автомобиля посредством интегрированной системы непрерывного регулирования сил демпфирования, которая в свою очередь гасит практически любые колебания внутри салона. Благодаря системе гидравлической регулировки дорожного просвета, уровень расположения кузова над дорогой всегда остается постоянным - вне зависимости от загрузки авто [4].

Таким образом, использование современных электронных систем в работе элементов подвески современного автомобиля позволяет повысить не только уровень комфорта, но также и уровень безопасности транспортных средств.[6]

Библиографический список:

1.Севрюгина Н.С. Системный подход к оценке влияния эргономических показателей транспортных машин на эффективность технического сервиса // Безопасность труда в промышленности. 2010. № 7. С. 56-59.

2.В.А. Андреев, А.В. Бурдин, Л.Н. Кочановский, Э.Л. Портнов, В.Б. Попов. Направляющие системы электросвязи. В 2 томах. Том 2. Проектирование, строительство и техническая эксплуатация. – М.: Горячая Линия - Телеком, 2010. – 424 с.

3. http://cheaton.ru/URL: http://cheaton.ru/f21/novaya- elektromagnitnayapodveska-1266/(дата обращения: 24.09.2016)

4. http://www.mogilev.by/ URL: http://www.mogilev.by/ht/123027-bae-primenila-tehnologiyu-formuly-1-k-boevoy-mashine-cv90.html (дата обращения: 24.09.2016)

5. http://www.mercedes- benz.ru/URL: http://www.mercedes benz.ru/content/russia/mpc/mpc_russia_website/ru/home_mpc/passengercars/home/servicesandaccessories/service_enroute.flash.html#_int_passengercars:home:core-navi:service_enroutehttp://cheaton.ru/(дата обращения: 24.09.2016)

6. http://pnevmopodveska- club.ruURL: http://pnevmopodveska- club.ru/topic/229-elektromagnitnaia-podveska (дата обращения 24.09.2016)

INCREASE OF OPERATIONAL PROPERTIES VEHICLE SUSPENSION THROUGH THE USE OF ELECTRONIC SYSTEMS

Zhmykhov Ruslan Aleksandrovich Belgorod State University. V. G. Shukhov, Belgorod, Russia

(e-mail: [email protected])

Prokhorov E. V. Cand. tech. Sciences, Assoc., BSTU im.V.G.Shukhov, Belgorod, Russia

(e-mail:[email protected])

This article presents ways to improve operational properties of the vehicle suspension through the use of electronic systems by mounting the electric motor in the vehicle suspension system.

Key words: electric motor, shock absorber, air suspension.

Код для цитирования: Скопировать