Острецов А.В., Бернацкий В.В., Есаков А.Е., Шарипов В.М., Тарасова Л.И. Регулируемые подвески автомобилей. Конструкция

подключение стабилизатора обеспечивается при любом его исходном положении.

Рис. 3.29. Кулачковая муфта:

а - муфта замкнута; б - муфта разомкнута; 1 - охватывающая полумуфта; 2 - рабочая полость 1; 3 - упорный игольчатый подшипник; 4 -

рабочая полость 2; 5 - страховочная пружина; 6 - соединительный элемент; 7 - датчик состояния стабилизатора; 8 - охватываемая полумуфта; 9 - правое плечо стабилизатора; 10 - магнитный штифт на соединительном элементе; 11 - левое плечо стабилизатора

Страховочная винтовая пружина 5 обеспечивает подключение стабилизатора при неисправности гидравлической системы или электрических компонентов системы управления. Чтобы снизить износ в месте сопряжения пружины с соединительным элементом, между ними установлен упорный игольчатый подшипник 3.

101

При взаимодействии датчика 7 с магнитным штифтом 10 замыкаются его контакты, и вырабатываемый при этом сигнал направляется в блок управления стабилизаторами, чем обеспечивается контроль их состояния.

Общая гидравлическая схема отключаемых стабилизаторов показана на рис. 3.30.

Всистеме применяется гидроаккумулятор 1 с отделенной посредством мембраны газовой полостью. В нем запасается энергия сжимаемого газа, которая используется в гидравлической системе при необходимости. В гидравлическую камеру гидроаккумулятора рабочая жидкость, подаваемая насосом 18 под давлением, поступает через обратный клапан 19.

Давление в системе повышается по мере заполнения жидкостью гидроаккумулятора и сжатия полости, заполненной азотом. Объем рабочей жидкости в гидроаккумуляторе увеличивается по мере уменьшения объема газовой полости. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто давление выключения насоса 14,5 МПа, до которого производится зарядка гидроаккумулятора.

Далее жидкость направляется через каналы в гидравлическом блоке в корпусы кулачковых муфт 4 и 7.

Отключение стабилизаторов осуществляется при помощи электромагнитных клапанов 2 и 11, перемещающих золотники. При этом соединяются каналы, через которые поддерживаемое гидроаккумулятором давление передается в рабочую полость 1 того или иного стабилизатора. Включение стабилизаторов происходит при обесточивании электромагнитных клапанов.

Всостав гидравлического блока входят (рис. 3.31): гидронасос 5 с приводом от электродвигателя 4, компенсационный бачок 6, гидроаккумулятор 1, датчик давления 2 и два клапана отключения стабилизаторов 3. Гидроаккумулятор (рис. 3.32) установлен непосредственно на корпусе насоса.

Гидравлический блок обеспечивает раздельное отключение переднего и заднего стабилизаторов.

Конструкция клапанов 3 такова, что утечка рабочей жидкости через них практически отсутствует, так как жидкость благодаря специальной присадке имеет высокую плотность, в результате чего её частицы перекрывают зазор между золотником и втулкой и давление в системе сохраняется достаточно долго.

102

а)

б)

Рис. 3.30. Блок-схема системы управления стабилизаторами:

а – подключение стабилизаторов; б – отключение стабилизаторов; 1 - гидроаккумулятор; 2 - клапан отключения переднего стабилизатора; 3 - передний стаби-

лизатор; 4, 7 - кулачковые муфты переднего и заднего стабилизаторов; 5, 8 - рабочие полости 1 переднего и заднего стабилизаторов; 6, 9 - рабочие полости 2 переднего и заднего стабилизаторов; 10 - задний стабилизатор; 11 - клапан отключения заднего стабилизатора; 12 - датчик давления в гидравлической системе отключения стабилизаторов; 13 - гидравлический блок; 14 - компенсационный бачок; 15 - клапан вентиляции; 16 - электродвигатель; 17 - фильтр; 18 - насос системы отключения стабилизаторов; 19 - обратный клапан

103

Рис. 3.31. Гидравлический блок:

1 - гидроаккумулятор; 2 - датчик давления; 3 - клапаны отключения стабилизаторов; 4 - электродвигатель; 5 - гидронасос; 6 - компенсационный бачок

Рис. 3.32. Гидроаккумулятор:

1 - азот; 2 - мембрана; 3 - рабочая жидкость

104

Установленный на гидравлическом блоке датчик позволяет измерять давление в диапазоне значений от 0 до 25 МПа. При отключенных стабилизаторах или при движении автомобиля с работающей в режиме «Low» трансмиссией и подключенных стабилизаторах подзарядка гидроаккумулятора начинается при падении давления в системе до 9 МПа.

Датчик давления (рис. 3.33) состоит из электронной ячейки 1 и пьезоэлектрического чувствительного элемента 2, на который действует давление рабочей жидкости.

Рис. 3.33. Датчик давления:

1 – электронная ячейка; 2 – пьезоэлектрический чувствительный элемент

Если давление на пьезоэлектрический элемент не действует, заряды в нем распределены равномерно (рис. 3.34). При действии давления электрические заряды перераспределяются таким образом, что между обкладками элемента возникает напряжение.

Рис. 3.34. Принцип действия датчика давления

Чем выше давление, тем сильнее разделение зарядов и тем больше напряжение. Это напряжение усиливается в электронной ячейке и используется в ка-

105

честве сигнала, направляемого в блок управления стабилизаторами. Величина напряжения на выходе датчика является мерой давления в гидравлической системе.

Управление стабилизаторами осуществляется с помощью кнопки или автоматически. При нажатии кнопки вырабатываются сигналы отключения или подключения стабилизаторов, которые направляются в блок управления. Блок управления стабилизаторами обрабатывает сигналы, поступающие от датчика давления, датчиков состояния стабилизаторов, кнопки управления стабилизаторами, датчика скорости автомобиля, датчика поперечного ускорения, датчиков режима работы трансмиссии (High или Low). По результатам обработки данных датчиков блок управления вырабатывает командные сигналы для исполнительных устройств (рис. 3.35).

Шестеренный гидронасос системы отключения стабилизаторов приводится в действие от электродвигателя постоянного тока с постоянным магнитом в статоре и коллектором на якоре.

Насос забирает рабочую жидкость из компенсационного бачка и подает ее через обратный клапан в гидроаккумулятор. Объем компенсационного бачка рассчитан из условия непрерывного подвода рабочей жидкости к насосу при всех режимах работы системы.

Отключение стабилизаторов. Система отключения стабилизаторов активизируется после включения зажигания. При нажатии кнопки управления плечи стабилизаторов разъединяются, если:

-скорость автомобиля не превышает 40 км/ч;

-поперечное ускорение менее 0,5 g;

-блок управления не находится в режиме обнаружения неисправности. Стабилизаторы разъединяются при давлении в гидросистеме около 11

МПа, сначала - задний стабилизатор, а затем - передний.

Гидронасос продолжает работать в течение всего процесса отключения стабилизаторов. Его работа прекращается при повышении давления в системе до 14,5 МПа, до которого производится зарядка гидроаккумулятора.

Гидронасос включается при переводе трансмиссии в режим «Low». При этом гидроаккумулятор заряжается автоматически, чем обеспечивается готовность системы к быстрому отключению стабилизаторов.

При отключенном стабилизаторе разность ходов колес одной оси автомобиля увеличивается на 60 мм.

Процесс отключения стабилизаторов прекращается по желанию водителя или по команде системы управления.

Ручное подключение стабилизаторов. С учетом особенностей конструк-

ции автомобиля сначала подключается передний, а затем задний стабилизатор.

106

Рис. 3.35. Структура системы управления стабилизаторами

Если подключение переднего стабилизатора произошло, но давление в гидроаккумуляторе опустилось ниже 7,0 МПа, соединение заднего стабилизатора задерживается до момента, пока давление в гидроаккумуляторе превысит это значение. Эта функция предотвращает разрушение гидроаккумулятора.

107

Гидронасос продолжает работать в течение всего процесса подключения стабилизаторов. Он выключается только при повышении давления в системе до 11 МПа.

Автоматическое подключение стабилизаторов производится, если:

-скорость автомобиля превышает 50 км/ч;

-при скорости автомобиля ниже 35 км/ч поперечное ускорение превышает 0,9 g или при скорости автомобиля выше 35 км/ч поперечное ускорение превышает 0,7 g.

Система KDSS (Kinetic Dynamic Suspension System) автомобилей Toyota и Lexus. Работа системы динамической подвески KDSS (Kinetic Dynamic Suspension System) автомобилей Toyota и Lexus основана на изменении характеристик стабилизаторов поперечной устойчивости в различных условиях движения.

Система контролирует положение кузова относительно колес автомобиля как в поперечном, так и в продольном направлениях. Стабилизаторы системы (рис. 3.36) не совсем обычны – их стойки расположены не по краям, а ближе к продольной оси автомобиля и связывают стабилизаторы не с рычагами подвески, а с кузовом. При этом одна стойка на каждом стабилизаторе заменена гидроцилиндром двухстороннего действия, который и управляет работой стабилизатора, переключая гидравлические контуры с использованием электронного управления.

Рис. 3.36. Схема системы KDSS

108

Принцип работы системы следующий.

Руководствуясь сигналами датчиков скорости автомобиля, угла поворота рулевого колеса и бокового ускорения, электронный блок управления стабилизаторами с помощью двух электромагнитных клапанов-распределителей стабилизаторов обеспечивает переключение гидравлических контуров в системе (рис. 3.37). Перемещение клапанов-распределителей осуществляется синхронно и в одном направлении.

Рис. 3.37. Гидравлическая схема системы KDSS

Во время движения автомобиля по бездорожью (с низкой скоростью) электромагнитные клапаны-распределители стабилизаторов выключаются, а главные клапаны и, следовательно, масляные каналы между камерами гидроцилиндров и аккумуляторами давления открываются. Поршни гидроцилиндров подвижны и стабилизаторы не имеют жесткой связи с кузовом (не работают). Как следствие, поддерживается надлежащий ход подвески, и улучшается управляемость автомобиля.

При движении автомобиля по хорошей дороге и входе его в поворот, система определяет начавшийся крен кузова. Электронный блок управления стабилизаторами закрывает главные клапаны, прекращая циркуляцию жидкости, и поршни фиксируются. Стабилизаторы обретают жесткую связь с кузовом и становятся максимально эффективными. Система создает избыточное давление в стабилизаторах поперечной устойчивости одного из бортов автомобиля и устраняет (или уменьшает) возникший крен кузова автомобиля.

Для комфортабельного движения по дорогам с мелкими неровностями предусмотрены аккумуляторы давления, поглощающие пульсации давления. Когда требуется повысить жесткость системы, клапаны аккумуляторов также перекрываются.

109

Список литературы

1. Вишняков Н.Н., Вахламов В.К., Нарбут А.Н. и др. Автомобиль. - М.: Машиностроение, 1976. - 296 с.

2. Добромиров В.Н., Острецов А.В. Конструкции амортизаторов: Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «Автомобиле- и тракторостроение». - М: МГТУ «МАМИ», 2007. - 47 с.

3.Мамедов В. Пневматические подвески грузовиков. - М.: Основные Средства, №8, 2002. http://www.os1.ru.

4.Начальная техническая школа Мерседес-Бенц. Грузовые автомобили Актрос, Атего, Аксор. Часть 3. Автомобиль Актрос. Пневматика. Тормозная система. ЗАО «Мерседес-Бенц РУС», 2008. - 38 с.

5.Острецов А.В., Красавин П.А., Воронин В.В. и др. Автомобильные подвески: Учебное пособие по дисциплине «Конструкция автомобиля и трактора» для студентов вузов, обучающихся по специальности «Автомобиле - и тракторостроение». Часть I. - М: МГТУ «МАМИ», 2011. - 162 с.

6.Раймпель Й. Шасси автомобиля: Конструкции подвесок/ Пер. с нем. В.П. Агапова. - М.: Машиностроение, 1989. - 328 с.

7.Тракторы и автомобили/ В.М. Шарипов, М.К. Бирюков, Ю.В. Дементьев

идр.; Под общ. ред. В.М. Шарипова. - М.: Издательский дом «Спектр», 2010. - 351 с.

8.Тракторы. Конструкция/ В.М. Шарипов, Д.В. Апелинский, Л.Х. Арустамов и др.; Под общ. ред. В.М. Шарипова. - М.: Машиностроение, 2012. - 790 с.

9.Kirchner H. Presentation "Nivomat Leveling System". 75th International Scientific & Technical Conference, Togliatti, Russia, 2011. – 31 с.

10.Mannesmann Sachs AG. Lecture «NIVOMAT. The Automatic Level

Control System with Spring Function and Damping Function» at the Technical Academy of Esslingen, 2000. – 18 с.

11.http://www.audagena. lt/info/docs/275_ Phaeton%20pnevmopodveska.pdf.

12.http://autoholding.net/708_adaptivnaya_pnevmopodveska_aas_Audi_QVII.

html.

13.http://autooboz.info/2010/12/adaptivnye-podveski/.

14.http://autoresurs.net/UserFiles/file/Audi_R8_MagneRide_RUS.doc.

15.http://citroenblog.ru/podveska-hydractive-3-i-hydractive-3-plus-na-citroen-

c5.html.

16.http://forum.uazbuka.ru/showthread.php?t=100783.

17.http://mybenz.ru/technology/517.html.

18.http://vwts.ru/audi/q7/audi_q7_susp_rus.pdf.

19.http://vwts.ru/vw_doc2/touareg_otkl_stab_rus.pdf.

110