Управление подвеской
Тема № 5. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ХОДОВОЙ ЧАСТЬЮ
Содержание
Лекция №8
План
Тема № 5. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ХОДОВОЙ ЧАСТЬЮ
5.1. Управление подвеской
5.2. Управление тормозными системами
5.3. Усилитель рулевого управления автомобиля с электронным регулированием
Автоматизация управления подвеской позволяет повысить не только комфортабельность салона автомобиля для водителя и пассажиров, но и безопасность движения. Это достигается введением в подвеску исполнительных механизмов, управляемых с помощью электронных устройств, которые изменяют жесткость упругих элементов и сопротивление амортизаторов. Этим удается уменьшить крен кузова на повороте и его продольный наклон при разгоне и торможении. Разработаны устройства, обеспечивающие горизонтальное положение кузова при движении по неровным дорогам.
Подвеску с автоматически обеспечиваемыми жесткостными характеристиками целесообразно использовать на легковых автомобилях высшего класса, автобусах, автомобилях «скорой помощи» и на автомобилях для перевозки грузов, не выдерживающих значительных вертикальных ускорений.
Повышение комфортабельности достигается при движении по дорожным неровностям с ограниченной скоростью путем уменьшения жесткости подвески. На хороших дорогах при большой скорости движения целесообразно увеличение жесткости подвески для уменьшения крена кузова.
Автоматически управляемые подвески позволяют регулировать высоту кузова автомобиля. Это важное свойство, так как высота кузова при изменении нагрузки на автомобиль влияет на безопасность движения. Стабилизируется также положение оптической оси световых лучей фар. При движении по плохим дорогам уменьшается вероятность удара нижними выступающими частями кузова о дорожные неровности, т. е. улучшается проходимость автомобиля.
Положение кузова по высоте регулируется пневматическими упругими элементами. Сопротивление амортизаторов регулируется путем изменения проходного сечения отверстий, через которые жидкость из надпоршневой полости перетекает в подпоршневую, поскольку сопротивление амортизаторов зависит от скорости перемещения поршня.
Управление жесткостью подвески реализуется в основном в пневматических или гидропневматических подвесках, но в большинстве случаев эту функцию вводят в комплексе с системой управления высотой кузова и сопротивлением амортизаторов, так как используются одни и те же датчики и исполнительные устройства (рис. 5.1).
Рис. 5.1. Установка элементов управления подвеской в автомобиле (а) и изменение позиции привода датчика при деформации упругих элементов подвески и перемещении кузова вверх (б) и вниз (в):
1 — компьютер; 2 — упругий пневмоэлемент (амортизатор); 3 — датчик перемещения кузова; 4 — электродвигатель; 5 — компрессор; 6 — рычаг привода датчика; 7— тяга; 8— продольный рычаг подвески; a — угол качания рычага привода датчика
Датчик 3 перемещения кузова устанавливается на шасси параллельно амортизатору. При изменении высоты кузова рычаг б датчика, связанный тягой 7с рычагом 8 подвески, поворачивается вверх или вниз. Внутри корпуса датчика 3 размещаются свето- и фотодиод (оптопара), между которыми расположен обтюратор (зубчатый диск), поворачивающийся рычагом 6. Фактически такое устройство представляет собой фотоэлектрический прерыватель, вырабатывающий пачки импульсов. Число импульсов в пачке соответствует амплитуде перемещения кузова.
Сигнал датчика является информационным для бортового компьютера 1, управляющего исполнительным механизмом регулирования сопротивления амортизатора и давления в упругом пневмоэлементе 2 подвески. Упругий пневмоэлемент подкачивается с помощью компрессора 5, привод которого выполнен на базе электродвигателя 4.
Рассмотрим принцип регулирования сопротивления амортизатора, жесткости подвески и высоты кузова на примере одного колеса (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Схема автоматического регулирования подвески:
1 — зубчатый сектор; 2 — электродвигатель; 3 — шестерня; 4 — электромагнит; 5 — стопор; 6 — электромагнитный клапан; 7 — влагоотделитель; 8 — компрессор с приводом; 9 — фильтр; 10 и 18 — пневмокамеры; 11 — пружина; 12 — амортизатор; 13 — поворотный золотник; 14 — нижний рычаг подвески; 75 — полый стержень; 16 — стержень привода поворотного золотника; 17 — кузов
Упругий элемент расположен между кузовом 17 автомобиля и нижним рычагом 14 подвески. Параллельно пружине 11 подвески установлена основная пневмокамера 10, внутри которой (иногда вне ее) находится амортизатор 12. В кузове, выше основной пневмокамеры, расположена вспомогательная камера 18. Обе камеры соединены между собой перепускным клапаном, проходное сечение которого регулируется электромагнитным клапаном 6. Этот клапан связан с компрессором 8 подпитки камер воздухом через влагоотделитель 7. Атмосферный воздух поступает в компрессор через фильтр Р.
Регулирование жесткости подвески достигается изменением производительности перепускного клапана, а изменение высоты кузова осуществляется подкачиванием пневмокамеры от компрессора или выпуском воздуха из нее в атмосферу, что позволяет растягивать или сжимать основную пневмокамеру 10.
Сопротивление 4, служит для фиксации сектора в положении, заданном электронным блоком амортизаторов регулируется изменением проходного сечения перепускных отверстий в поршне. Для этого в поршень вмонтирован поворотный золотник 13. Золотник поворачивается стержнем 16, соединенным с электродвигателем 2 через зубчатый сектор 7 и шестерню 3. Стопор 5, управляемый электромагнитом управления.