від витоків
Як говорить технічний словник, амортизатор - це демпфуючий елемент, призначений для гасіння коливань. В автомобілі - коливань кузова, викликаних роботою пружних елементів підвіски: листових ресор або пружин.
Необхідність демпфірування підвіски стала очевидна вже творцям перших автомобілів, і на самій зорі автомобілебудування був сконструйований перший амортизатори. Це були повністю механічні конструкції, у вигляді двох з'єднаних важелів, у яких в місці сполучення розташовувався пакет зі стислих пружинами круглих дисків (як в зчепленні), які проверталися відносно один-одного і гасили розкачку кузова. Така система існує і до цього дня на різних зразках військової техніки, але на автомобілях з кінця 20-х - початку 30-х років з'являються і починають застосовуватися гідравлічні амортизатори, які, постійно перебуваючи під різним конструктивним змінам і доопрацюванням, дожили і до теперішнього часу.
На сьогоднішній день в автомобілебудуванні використовується п'ять основних конструктивних типів амортизаторів. Це класичний двотрубний гідравлічний (він же «масляний»), однотрубний гідравлічний з газовим підпором (він же «газовий»), а також двотрубний «газовий», «газо-масляний» (діючою речовиною тут є як масло, так і газ), і однотрубний «газовий» з виносної камерою. Як то кажуть, є з чого вибирати - і Автоконструктор, і автовладельцам- «тюнінгістам». Але залишається одне «але» ...
Два полюса проблеми
Така властивість підвіски як «жорсткість» задається комбінацією пружних елементів (пружин) і амортизаторів, а також частково механічних демпферів - сайлентблоков. (Пневматичні підвіски в даному матеріалі розглядати не будемо - це тема для окремої розмови.) Завжди пружність пружин і жорсткість амортизаторів підбираються спільно. Залежно від класу автомобіля, підвіска може бути сконструйована як більш «м'яка» або більш «жорстка», отримавши весь набір властивих своїм типом достоїнств і недоліків.
«М'яка» підвіска добре поглинає дорожній рельєф, забезпечуючи плавність і комфорт їзди, але програє «жорсткої» при швидкісному маневруванні і при розгоні-гальмуванні. «Жорстка», в свою чергу, краще показує себе на швидкостях на рівному асфальті, тут менше кренів і розгойдування кузова, «присідань» і «клевков» при різкому розгоні і гальмуванні, але поступається «м'якої» в комфорті на нерівній дорозі, передаючи на кузов поштовхи від кожної ямки. Чималу роль відіграє і завантаженість автомобіля, в залежності від якої змінюється і робота підвіски
Не випадково так розвинений ринок різних «тюнінгових» пружин і амортизаторів, що дозволяють доопрацювати штатну підвіску під свій смак. Але в серійних автомобілях конструктори змушені шукати компроміс між комфортом і керованістю, «м'якістю» і «жорсткістю» підвіски. Тільки чи можливо взагалі з'єднати цих антагоністів в одній підвісці і догодити всім - і степеневим буржуа, неспішно їде з сім'єю за місто, і молодому «драйверу», яка бажає прописувати швидкісні віражі на хайвеях?
електронне рішення
Так як жорсткість підвіски визначають два елементи - пружини і амортизатори, то варіювати її можна або змінюючи пружність пружин, або жорсткість амортизаторів. Але оскільки людство поки не навчилося управляти властивостями металів, то конструктори взялися за амортизатор.
Змінювати його жорсткість можна трьома способами: варіювати перетин перепускних отворів, через яке перекачується масло, змінювати в'язкість самої робочої рідини, варіювати тиск газового підпору. За таким принципом завжди розроблялися і звичайні амортизатори, але вони отримували задані властивості «раз і назавжди» і змінювати їх було неможливо. Були запропоновані варіанти механічних систем підстроювання жорсткості (вони доступні і тепер в якості «тюнінгових»), але для зміни режимів тут потрібно зупинка автомобіля і ручне регулювання, і ні про яку гнучкості, широкої варіативності, автоматичному і комфортному управлінні тут мова не йде. Тим часом умови руху, дорожній рельєф, по якому переміщається автомобіль, можуть змінюватися дуже швидко! І тут на допомогу прийшла електроніка.
Зауважимо, що в світі автомобілебудування електронно-керовані амортизатори давно не є новинкою і почали серійно застосовуватися з початку нульових років. Спочатку такі елементи були доступні тільки на автомобілях преміум-класу, однак до теперішнього часу, як і всі високотехнологічні вироби, електронно-керовані амортизатори поступово «демократизувалися», стаючи все більш доступними і знаходячи застосування на масових моделях середнього цінового сегмента. На сьогоднішній день електронно-керовані амортизатори є в портфоліо у багатьох брендів зі світовим ім'ям, таких як Bilstein, Delphi, Kayaba, Koni, Monroe та ін. До речі цікаво, що створюючи «електронні амортизатори», різні виробники вибирають для управління ним один з трьох параметрів, які задають характеристики і працюють саме з ним.
Одним з останніх автомобілів російського ринку, який отримав електронно-керовані амортизатори, став новий Skoda Superb. Тест-драйв цієї моделі можна прочитати ТУТ .
Наприклад, компанія Delphi вирішила піти шляхом зміни в'язкості робочої рідини, розробивши технологію MRC (Magnetic Ride Control - магнітний контроль переміщення). Тут в амортизатор заправляється особлива магніто-реологическая рідина, здатна змінювати свою в'язкість під впливом електромагнітного поля, яке генерує вбудований в поршень амортизатора електромагніт, керований через контролер. Така система забезпечує найширшу варіативність, плавність і швидкість реакції, при цьому технічно дуже проста і надійна, оскільки не має ні компресорів, ні сервоприводів, ні систем клапанів. За подібними амортизаторами конструктори пророкують майбутнє, однак поки що не вдається вирішити питання ресурсу магнітної рідини і її досить високу вартість.
Іншу технологію розробляють конструктори Monroe (один з брендів компанії Tenneco). Тут використовується система керування жорсткістю за допомогою зміни перепуску робочої рідини в амортизаторі, яка регулюється змінює опір електромагнітним клапаном. Він управляється або вручну водієм, що вибирають відповідний режим в автомобілі, або автоматично електронними «мізками» автомобіля, які отримують сигнали від групи датчиків, на основі якого розраховує і посилає свій командний сигнал на клапан. Інформація з датчиків приходить з частотою 500 сигналів в секунду, завдяки чому реакція підвіски виявляється практично миттєвою.
Така система, що отримала фірмову назву CVSA, на сьогоднішній день має вже кілька різновидів, що відрізняються по конструкції і функціональності. Найбільш простим варіантом виступає однотрубний або двотрубний амортизатор з двома режимами роботи клапана, що дозволяє вибрати для підвіски «комфортний» або «спортивний» режим. Це може бути зроблено як вручну перемиканням кнопки в салоні, або автоматично.
Більше можливостей і більше режимів настройки пропонують «сімейства» CVSAe - система із зовнішнім гібридним клапаном і трехтрубного амортизатором, CVSAi - постійно регульована підвіска з внутрішнім гібридним клапаном і однотрубним або двотрубних амортизатором і CVSA2 - з подвійними клапанами і однотрубним амортизатором. Вершиною лінійки виступають «сімейства» CVSA2 / Kinetic з однотрубними амортизаторами, де до подвійного клапану додана функція управління креном, а також ACOCAR - повністю активна система з однотрубними амортизаторами, що забезпечує, як заявляє виробник, повний контроль положення кузова. При цьому, обидві системи, CVSA2 / Kinetic і ACOCAR дозволяють виключити з підвіски поперечну балку, зменшивши тим самим масу автомобіля.
Який результат?
На горизонті у електронно-керованих амортизаторів, очевидно, тільки світле майбутнє і прогрес. Адже все, що робить наше життя комфортніше і безпечніше, завжди отримує розвиток. Важко уявити собі, що раптом зупиниться поширення автоматичних трансмісій, загальмується оснащаемость клімат-контролем і мультимедіа, інженери кинуть роботу над системами безпеки. Список можна продовжувати і в нього входять електронно-керовані амортизатори.
Який результат?