Au trecut mai bine de 30 de ani de când suspensia complet activă a fost folosită pentru prima dată la Formula 1 și care a fost folosită cu mare succes de echipa Williams-Renault – și care a fost apoi interzisă. Cu toate acestea, este încă posibil să mai fie folosită pe drum, iar producătorii să îl mai folosească adesea - din ce în ce mai mult.

În acest articol, vom clasifica sistemele actuale și vom evidenția principalele diferențe față de un șasiu tradițional.

Definiție, tipuri de bază

Suspensia activă este un tip de suspensie auto pentru autovehicule, aceasta utilizează un sistem pentru a controla mișcarea verticală a roților vehiculului în raport cu șasiul sau caroseria vehiculului, mai degrabă decât suspensia pasivă furnizată de arcuri mari, unde mișcarea este în întregime determinată de suprafața drumului.

Suspensiile active se împart în două clase: suspensii active adevărat și suspensii adaptive sau semi-active. În timp ce suspensiile semi-adaptative modifică doar fermitatea amortizorului pentru a se potrivi cu schimbarea drumului sau condițiilor dinamice, suspensiile active folosesc un anumit tip de dispozitiv de acționare pentru a ridica și a coborî șasiul individual la fiecare roată.

Aceste tehnologii permit producătorilor de automobile să obțină o mai bună calitate a condusului și o manevrabilitate mai bună a mașinii, menținând anvelopele perpendiculare pe șosea în timpul virajului, permițând o mai bună aderență și control.

Un computer de bord detectează mișcarea caroseriei de la senzorii din vehicul și utilizează aceste date pentru a controla funcționarea suspensiilor active și semi-active. Sistemul virtual elimină rotirea caroseriei și fluctuațiile unghiului de rulare în multe situații de conducere, inclusiv în viraje, accelerări și frânări.

Operațiune

Conform teoriei skyhook, suspensia ideală permite vehiculului să mențină o postură stabilă, ca și cum ar fi suspendat pe cer de un cârlig imaginar, neafectat de condițiile drumului la orice nivel.

Fig. 1 sursa www.wikipedia.org

Deoarece un skyhook real este în mod evident nepractic pentru a rezolva problema actuală, sistemele adevărate de suspensie activă se bazează pe dispozitive de acţionare. Linia imaginară (accelerație verticală zero) se calculează pe baza valorii furnizate de senzorul de accelerație montat pe caroseria vehiculului (vezi Figura 3). Elementele dinamice constau doar din arcul liniar și amortizorul liniar; prin urmare, nu este nevoie de calcule complicate.

Fig. 2 sursa www.wikipedia.org

Vehiculul intră în contact cu solul prin arc și amortizor într-o suspensie normală arc-amortizor, așa cum se arată în Figura 1. Pentru a obține același nivel de stabilitate ca și teoria skyhook, vehiculul trebuie să fie în contact cu solul prin arc și prin linia imaginară, în acest caz, dacă coeficientul de amortizare ajunge la infinit, vehiculul va fi într-o stare în care este complet fixat de linia imaginară, astfel încât vehiculul să nu simtă denivelările.

Fig. 3 sursa Wikipedia.org

Tren de aterizare activ

Primele suspensii active care au fost introduse folosesc dispozitive de acționare separate care pot aplica forță independentă suspensiei pentru a îmbunătăți caracteristicile de rulare. Dezavantajele acestui design sunt costurile ridicate, complexitatea și greutatea echipamentului și necesitatea întreținerii frecvente în unele implementări. Întreținerea poate necesita instrumente speciale și unele probleme pot fi dificil de diagnosticat.

Trenuri de aterizare hidraulice

Suspensiile acționate hidraulic sunt controlate prin utilizarea sistemului hidraulic. Primul exemplu a apărut în 1954 cu suspensie hidropneumatică dezvoltată de Paul Magès la Citroën. Presiunea hidraulică este asigurată de o pompă hidraulică cu piston radial de înaltă presiune. Senzorii monitorizează constant mișcarea caroseriei și a nivelului de rulare a vehiculelor și furnizează continuu corectoarele hidraulice de înălțime cu noi date. În câteva milisecunde, suspensia generează contra forțe pentru ridicarea sau coborârea caroseriei.

În practică, sistemul a inclus întotdeauna suspensia dorită cu autonivelare și suspensie reglabilă pe înălțime, aceasta din urmă legată de viteza vehiculului pentru o performanță aerodinamică mai bună pe măsură ce vehiculul coboară la viteză ridicată.

Milioane de vehicule produse au fost construite cu variante ale acestui sistem.

Funcționare electrohidraulică

Senzorii monitorizează în mod constant mișcarea corpului și nivelul de conducere al vehiculului și furnizează în mod continuu computerului date noi. Pe măsură ce computerul primește și procesează date, acţionează servo-uri hidraulice montate lângă fiecare roată. Suspensia servo controlată asigură o contra forță aproape instantanee la rostogolirea, scufundarea și ghemuirea caroseriei în timpul manevrelor de conducere.

Computer Active Technology Suspension (CATS) reglează cel mai bun echilibru posibil între calitatea călătoriei și manevrabilitate, analizând condițiile drumului și efectuează până la 3.000 de ajustări pe secundă la setările suspensiei prin intermediul amortizoarelor controlate electronic.

După debutul său în F1, Mercedes-Benz CL-Class (C215) din 1999 a introdus Active Body Control, unde servomotoarele hidraulice de înaltă presiune sunt controlate prin calcul electronic, iar această caracteristică este încă disponibilă. Vehiculele pot fi proiectate să se încline activ la viraje pentru a îmbunătăți confortul pasagerilor.

Sisteme adaptive și semi-active

Sistemele adaptive sau semi-active pot modifica doar coeficientul de amortizare vâscos al amortizorului și nu adaugă energie sistemului de suspensie. În timp ce suspensiile adaptive au de obicei un răspuns lent în timp și un număr limitat de valori ale coeficientului de amortizare, suspensiile semi-active au un răspuns în timp de aproape câteva milisecunde și oferă o gamă largă de valori de amortizare.

Prin urmare, suspensiile adaptive sugerează de obicei doar diferite moduri de condus (confort, normal, sport...) corespunzătoare unor coeficienți de amortizare diferiți, în timp ce suspensiile semi-active modifică amortizarea în timp real, în funcție de condițiile drumului și de dinamica mașinii.

Acționat cu solenoid/valvă

Acest tip este cel mai economic și de bază tip de suspensie semi-activă. Acestea constau dintr-o supapă solenoidală care modifică fluxul de fluid hidraulic în amortizor, modificând astfel caracteristicile de amortizare ale suspensiei. Electrovalvele sunt conectate la calculatorul de control care le trimite comenzi în funcție de algoritmul de control.

Amortizor magnetoreologic

O altă metodă destul de nouă implică amortizoare magnetoreologice care se numește MagneRide. A fost dezvoltat inițial de Delphi Corporation pentru GM și - ca multe alte tehnologii noi - a fost un echipament standard pe Cadillac STS ( model din anul 2002) și pe alte modele GM din 2003 încoace.

Lichidul amortizor conține particule de metal. Prin computerul de bord, caracteristicile de conformitate ale amortizoarelor sunt reglementate de un electromagnet. În esență, creșterea curentului care curge în circuitul magnetic al amortizoarelor crește fluxul magnetic al circuitului. Aceasta modifică alinierea particulelor de metal, ceea ce crește vâscozitatea fluidului, crescând astfel rata de compresie/rebound, în timp ce scăderea înmoaie amortizoarele prin alinierea particulelor în direcția opusă.