Юный техник, 2012 № 11 - [11]
Недавно подобную рессору усовершенствовал московский изобретатель A.M. Малый (патент № 2409481).
«Суть данного изобретения заключается в том, что рессора в виде емкости камерного типа постоянно находится под необходимым давлением воздуха, — пояснил сам изобретатель. — При увеличении массы автомобиля в период, например, загрузки, в рессору вводится необходимая порция дополнительного воздуха. Кузов автомобиля с увеличением груза не проседает, а остается на необходимой высоте. При уменьшении массы автомобиля, напротив, давление в рессоре соответственно падает…»
При значительной тряске в процессе ее ликвидации используется насос. Он закреплен между колесом и остальной частью автомобиля таким образом, что при движении колеса вверх необходимое количество воздуха с рессоры насос вбирает в себя, а при движении колеса вниз отдает это количество воздуха обратно рессоре.
Все это происходит автоматически, благодаря датчику положения кузова относительно колеса и датчика разницы давления между сообщающимися сосудами. Поэтому автомобиль с находящимися в нем пассажирами и грузом трясет гораздо меньше.
Следующий шаг в укрощении тряски — гидропневматическая подвеска была разработана французами для футуристического автомобиля Citroen DS19, который стал известен во всем мире, в том числе и в России, благодаря фильмам про Фантомаса, который ездил именно на этом авто.
Идея такой подвески проста и изящна. В основе конструкции — гидроаккумуляторы, иначе называемые гидросферами. Они имеют форму шара и разделены внутри на две секции. В одну из них под большим давлением закачан азот, другая заполнена жидкостью и отделена от газа гибкой мембраной.
Исполнительный элемент подвески — телескопические поршневые пневморессоры. Функционально они аналогичны обычным стойкам, но не имеют снаружи пружин. Каждая пневморессора состоит из цилиндрического корпуса, на который опирается кузов автомобиля, и поршня, связанного с рычагом подвески посредством штока. К верхнему торцу пневморессоры прикрепляется гидросфера.
Автомобиль своей массой вгоняет шток с поршнем в корпус стойки, но этому противится находящаяся внутри жидкость, которая, как известно, несжимаема.
Зато сжимаем газ, закачанный в гидросферу, он-то и исполняет функции пружины.
Рессоры современного автомобиля.
Так выглядит электро-магнитная подвеска.
Вид и схема работы баллонной подвески.
Пружинные рессоры железнодорожного вагона.
Пневмогидравлическая подвеска значительно «умнее» своих традиционных собратьев, позволяет добиться высокого комфорта. При наезде одного из колес на препятствие жидкость, вытесненная из корпуса соответствующей пневморессоры, приведет в движение поршни остальных стоек, и весь кузов плавно поднимется, сохраняя горизонтальное положение.
Характеристики подвески можно варьировать прямо на ходу, изменяя давление жидкости в системе. Причем осуществить это можно как вручную, так и автоматически. Для создания нужного давления в гидросистему включены электропомпа и корректоры регулировки высоты передней и задней частей кузова, представляющие собой регуляторы давления.
В ранних, простейших системах корректоры, механически связанные с рычагами подвески, отслеживали положение кузова относительно дороги и меняли клиренс в зависимости, например, от загрузки багажника. Сейчас эти функции возложены на электронику, управляющую системой электроклапанов, корректоров и так далее. «Мозги» самостоятельно регулируют крены кузова, меняют упругость стоек и клиренс согласно условиям движения.
Сложность пневмогидравлических подвесок не отражается на их надежности. К примеру, подвеска автомобилей марки Citroen ходит без ремонта несколько сотен тысяч километров в самых сложных условиях. Нужно лишь не забывать о периодической смене гидросфер и жидкости.
Однако в производстве пневмогидравлика сложна — требуется прецизионное качество деталей гидравлической системы, чтобы она была герметична. Поэтому такая подвеска стала своего рода фамильной чертой автомобилей Citroen. Другие фирмы от нее отказались. Ведь есть и иные способы укрощения тряски.
Так, в декабре прошлого года представитель Университета технологий Эйндховена в ходе конференции «Будущее электромобилей», проходившей в американском г. Сан-Хосе, сообщил о том, что его коллеги работают над новым видом автомобильной подвески — электромагнитной.
За прошедшее время исследователи подготовили действующий образец подвески. В ходе стендовых испытаний было установлено, что ее использование позволяет улучшить ездовые характеристики автомобиля не менее чем на 60 % по сравнению с классическими газонаполненными и масляными образцами.
И хотя активной подвеской уже никого не удивишь, ученые из Эйндховена отмечают, что электромагнитные амортизаторы способны реагировать на изменения в дорожном покрытии в несколько раз быстрее своих гидравлических собратьев. Это позволит не только повысить комфортность передвижения, но и выведет безомасность на новый уровень, отмечают исследователи.
Сама по себе новая конструкция основана на классической стойке типа «макферсон», широко использующейся в современном автомобилестроении. Только в дополнение к пружинам электромагнитная стойка имеет еще электромагнитный привод, блок управления и источник питания. Так что в случае отказа батареи система продолжит выполнять все свои функции как чисто механическая. Подзарядка батарей, по задумке разработчиков, будет производиться за счет использования генерируемой во время движения автомобиля электроэнергии.
