Підвіска автомобіля - завжди компроміс. На залікових вухабах ми маримо про м'яку перину, а на трасі мріємо, щоб авто перетворилося на жорсткий карт. Адаптивна підвіска дозволяє за долі секунди змінювати автомобіль до невпізнання, перетворюючи королівську карету на «Формулу-1».
Тема: адаптивна підвіска
Приклад: Toyota Land Cruiser Prado
Для сучасного позашляховика активна підвіска - не престижна опція, а нагальна необхідність. Якщо дотриматися термінологічної точності, то більшість сучасних підвісок зі словом Active у назві слід відносити до напівактивних. Робота активної системи не ґрунтується на енергії взаємодії коліс з дорогою. Наприклад, гідравлічна активна підвіска, запропонована Коліном Чепменом, засновником Lotus, регулювала висоту кожного колеса за допомогою гідроциліндрів та індивідуальних високошвидкісних насосів. Відстежуючи найменші зміни положення кузова за допомогою датчиків, машина завчасно піднімала або виставляла «лапи». Підвіска була випробувана на автомобілі Lotus Excel 1985 року, але в серію не пішла через надзвичайну складність і енергетичну ненажерливість.
Більш елегантне рішення було випробувано на всюдиході HMMWV. Електромагнітна підвіска ECASS являє собою чотири соленоїди, кожен з яких штовхає колесо вниз або ж дозволяє йому піднятися вгору. Принадність ECASS полягає в рекуперації енергії: при «стисненні» соленоїд працює як генератор, запасаючи енергію в акумуляторній батареї. Незважаючи на успіх експерименту, ECASS так і залишиться концептуальною розробкою - для серійного виробництва технологія занадто складна.
Напівактивна підвіска будується за традиційною схемою. Пружними елементами виступають ресори, пружини, торсіони або пневмоциліндри. Електроніка управляє характеристиками амортизаторів, за долі секунди роблячи їх більш м'якими або жорсткими. Комп'ютер по черзі відкриває або закриває клапани в гідравлічній системі. Чим менше отвору, через які проходить рідина всередині амортизатора, тим сильніше він демпфує коливання підвіски.
Гідравлічний оркестр
Позашляховик Toyota LC Prado оснащується регульованою адаптивною підвіскою AVS (Adaptive Variable Suspension), що дозволяє водієві вибрати режим роботи: м'який Comfort, середній Normal або жорсткий Sport. У кожному з трьох діапазонів комп'ютер постійно змінює характеристики кожного амортизатора. Система реагує на накази електроніки за 2,5 мс. Це означає, що на швидкості 60 км/год характеристики підвіски повністю змінюються через кожні 25 см шляху. Підвіска працює в тісній взаємодії з системою стабілізації курсової стійкості. Їхні спільні датчики повідомляють комп'ютеру про розвиток ковзання або прагнення кузова перевернутися.
Великим позашляховикам адаптивна підвіска життєво необхідна. На серйозному бездоріжжі джипу потрібні великі ходи підвісок, а значить, м'які пружини. Щоб не рятувати на швидкісній трасі, високому автомобілю, навпаки, необхідні жорсткі налаштування.
На задній осі LC Prado встановлені пневмоциліндри, що дозволяють водієві вибирати висоту автомобіля. На нерівній дорозі автомобіль можна підняти на 4 см над задньою віссю, збільшивши дорожній просвіт (режим Hi). Щоб полегшити посадку або навантаження, машину можна опустити на 3 см (режим Lo). Режим Hi призначений для руху на малих швидкостях, при досягненні 30 км/год автомобіль автоматично перейде в Normal.
Однак регулювання кліренсу - не головне завдання пневмоциліндрів. По-перше, газ, що знаходиться всередині них, має більш яскраво виражену прогресивну характеристику, ніж сталева пружина, і на невеликих ходах підвіска працює набагато м'якше.
По-друге, пневмоциліндри автоматично компенсують завантаження автомобіля, завжди підтримуючи однаковий дорожній просвіт.
Інженери Toyota відмовилися і від традиційного компромісу в області налаштування стабілізаторів поперечної стійкості, застосувавши систему кінетичної стабілізації підвіски KDDS. Кожен стабілізатор LC Prado з'єднаний з рамою за допомогою гідроциліндра. Циліндри з'єднані в єдиний гідравлічний контур. Поки рідина вільно циркулює всередині контуру, стабілізатори практично не працюють. У такому режимі підвіска демонструє максимальний хід, необхідний на бездоріжжі. У швидкісних поворотах клапани перекривають гідравлічний контур, жорстко пов'язуючи стабілізатори з кузовом і перешкоджаючи крену. На прямій гідроакумулятор, включений в контур, допомагає підвісці скрадати дрібні нерівності дороги.