Aktivní stabilizátor: princip činnosti, fotografie

Zvažte zařízení a princip činnosti aktivního stabilizátoru. Byly představeny hlavní klady a zápory, poruchy, stejně jako cena dílů a oprav jednotlivých prvků. Na konci článku video recenze aktivního stabilizátoru.

Obsah článku:

  • S klasickým stabilizátorem automobilu je vše jasné, jeho struktura a princip činnosti, pak co dělat s aktivním stabilizátorem, protože je založen nejen na fyzikálních zákonech, ale také na elektronice, která řídí celý mechanismus. Použitím běžné stabilizační tyče v automobilu najdou inženýři rovnováhu mezi komfortem, ovládáním a dynamikou vozidla.

    Aktivní stabilizátor je široce používán u adaptivních odpružení, což vám také umožňuje opustit klasickou verzi a získat více pohodlí, dynamiky a lepší ovladatelnosti. Elektronika proporcionálně mění tuhost mechanismu v závislosti na namáhavosti pohybu, manévrech a stylu jízdy. Trik takového aktivního mechanismu spočívá v tom, že na rovné silnici a při zatáčení poskytuje elektronika maximální tuhost, což vám umožňuje udržet karoserii ve vodorovné poloze.

    Při jízdě v terénu nebo na špatném povrchu silnice systém snižuje tuhost, což ve výsledku umožňuje aktivnímu odpružení plně vyřešit nepravidelnosti a přenést je na karoserii s minimálními chybami. To jsou hlavní rozdíly oproti klasické verzi stabilizátoru, která nemůže změnit tuhost v závislosti na povrchu vozovky nebo jízdních podmínkách.

    Aktivní stabilizátor: princip činnosti, fotografie

    Na fotografii je diagram aktivního stabilizátoru s hydraulickým ovládáním.

    1. přední stabilizátor;
    2. zadní stabilizátor;
    3. hydraulická pumpa;
    4. ventilový blok;
    5. snímač zrychlení (dole);
    6. hydraulické potrubí;
    7. zásobník hydraulické kapaliny;
    8. elektronická řídicí jednotka;
    9. snímač otáčení sloupku řízení (úhlový snímač);
    10. snímač zrychlení (horní).
    11. Aktivní stabilizátor: princip činnosti, fotografie

      Na fotografii je diagram aktivního stabilizátoru s elektromechanickým ovládáním

      1. přední aktivní stabilizátor;
      2. zadní aktivní stabilizátor;
      3. snímač otáčení kola (snímač frekvence);
      4. řídicí jednotka systému řízení;
      5. snímač zrychlení a snímač rychlosti stočení;
      6. tlačítko pro ovládání tuhosti tlumičů;
      7. invertor (převodník DC / DC);
      8. baterie;
      9. řídicí jednotka pro zadní aktivní stabilizátor;
      10. snímač úhlu natočení volantu;
      11. elektronická řídicí jednotka pro adaptivní odpružení vozidla;
      12. elektronická řídicí jednotka systému řízení stability;
      13. řídicí jednotka předního aktivního stabilizátoru.

      Ve srovnání s klasickým mechanismem boční stability je jasné, i v případě nezkušeného automobilového nadšence, jaké jsou rozdíly. Aktivní stabilizační zařízení je mnohem komplikovanější, zpravidla jsou instalovány dva stabilizátory (přední a zadní), což umožňuje dosáhnout lepších dynamických charakteristik, i když je ovládání prováděno na každém zvlášť.

      Jak funguje aktivní stabilizátor

      Aktivní stabilizátor: princip činnosti, fotografie

      Jak ukazují statistiky, existují tři hlavní možnosti pro změnu tuhosti aktivního stabilizátoru. Každá z nabízených možností je používána různými výrobci automobilů a struktura se bude mírně lišit:

    • použití hydraulických válců namísto obvyklých pouzder stabilizátorů;
    • přímé použití aktivního pohonu ve struktuře;
    • instalace hydraulických válců místo obvyklých regálů.

    Podle typu pohonu může být aktivní mechanismus elektromechanický nebo hydraulický. Zařízení a princip fungování takového pohonu se také budou lišit, ale výsledek je stejný – snížit náklon karoserie a minimalizovat přenos otřesů. Mezi hlavní části patří přední a zadní aktivní stabilizátor, elektronická řídicí jednotka a senzory. Kromě hlavních částí a zařízení může tento mechanismus využívat i další bezpečnostní a komfortní systémy.

    Jak funguje aktivní stabilizátor v automobilu?

    Aktivní stabilizátor: princip činnosti, fotografie

    Chcete-li podrobněji pochopit princip činnosti aktivního stabilizátoru, zvažte dvě možnosti: na základě hydrauliky a na základě elektromechaniky.

    Aktivní stabilizátor s elektromechanickým pohonem

    Poprvé se o aktivním stabilizátoru s elektromechanickým pohonem hovořilo v roce 2005, kdy byl instalován na vozy Toyota. V seznamu japonského výrobce je systém uveden jako Active Stabilizer Suspension System (ASS). Mechanismus se skládá ze dvou aktivních stabilizátorů založených na elektronickém ovládání. Každý stabilizátor se skládá ze dvou polovin, mezi nimiž je instalována planetová převodovka a elektromotor. Pro provoz elektrického motoru používá systém napájení 46 voltů, takže inženýři přidali speciální převodník (střídač), protože palubní síť (z větší části) je navržena pro 12 voltů.

    Elektromechanický pohon je specifický, otáčí stabilizátor na jednu stranu, díky čemuž je mechanismus zapnutý nebo vypnutý (tuhost je regulována). Pokud jde o planetovou převodovku, snižuje otáčky motoru a optimálně umožňuje stabilizátoru pracovat v požadovaném okamžiku. V automatickém režimu používá mechanismus snímače úhlu natočení volantu, snímač zrychlení a také snímače rychlosti předního a zadního kola. Stejné senzory se používají pro systém řízení stability i pro dynamický systém řízení. Aktivní stabilizátor tedy úzce spolupracuje s adaptivním odpružením automobilu.

    Porovnáme-li elektromechanickou a hydraulickou stabilizátor, pak má elektrický oproti hydraulice řadu výhod. Za prvé, elektromechanické uspořádání má odezvu (odpověď na příkazy) řádově 20 milisekund a spotřeba energie je mnohem nižší.

    Aktivní stabilizátor: princip činnosti, fotografie

    Audi vylepšilo stávající systém přidáním systému rekuperace energie s novým elektromechanickým stabilizátorem. Kromě hlavních částí byla přidána baterie, ve které se akumuluje generovaná energie. Díky této konstrukci vyžadují aktivní stabilizátory Audi eAWS menší výkon, což znamená menší namáhání palubního napájecího systému.

    Aktivní stabilizátor s hydraulickým pohonem

    Neméně populární získal aktivní stabilizátor s hydraulickým pohonem. Tuto verzi lze nejčastěji vidět na automobilech Mercedes-Benz (systém ACS), BMW (systém Dynamic Drive) a Land Rover (Dynamic Response). Na rozdíl od elektromechanického stabilizátoru se hydraulický liší strukturou. Inženýři přidali nádržku na kapalinu, hydraulické potrubí a ventilový blok. Hydraulické čerpadlo je poháněno pohonem klikového hřídele. V závislosti na otáčkách motoru se mění také intenzita přívodu kapaliny.

    Aby tlak kapaliny v hydraulicky poháněném aktivním stabilizačním systému nebyl nadměrný, inženýři přidali blok válců, který reguluje tlak. Redukční ventil zase reguluje přetlak obtokem kapaliny zpět do nádrže. Hlavní roli hrají hydraulické ventily, které rozdělují tok kapaliny v závislosti na činnosti mechanismu a naklánění těla. V případě ztráty tlaku se spustí bezpečnostní ventil, který pevně zablokuje stabilizátor. Poslední kontrolní měření zůstává za tlakovými senzory umístěnými na různých místech vedení. Díky nim elektronická jednotka rozumí, který příkaz má odeslat konkrétnímu kolu.

    Aktivní stabilizátor: princip činnosti, fotografie

    V okamžiku, kdy se auto otočí nebo se karoserie nakloní, senzory zaznamenají sklon nebo úhel natočení. Na základě přijatých dat dodává elektronická řídicí jednotka proud do bloku válců za účelem regulace tlaku, jeho snížení na jedné straně a zvýšení na druhé straně. Pokud se tělo přestane naklánět, dodají senzory odpovídajícím způsobem informace a měření, poté systém sníží tlak a přepne celý mechanismus do neutrálního provozního stavu.

    Díky této změně tlaku na přední a zadní stabilizátory je systém docela schopen kontrolovat vyvážení ovládání vozidla. Volant reaguje rychleji při vysoké rychlosti a méně reaguje při nízké rychlosti. Takový systém je řádově složitější v konstrukci, provozu a opravách než na základě elektromechanického pohonu, proto se používá pouze u prémiových automobilů.

    Aktivní stabilizátor: princip činnosti, fotografie

    Toyota zašla o krok dále se systémem Kinetic Dynamic Suspension System, což je další systém řízení stabilizátoru zvaný KDSS (Kinetic Dynamic Suspension System). Právě tento systém začali inženýři společnosti instalovat na SUV od roku 2004. Systém je vytvořen na základě uzavřeného hydraulického okruhu, jehož základem je hydraulický akumulátor, hydraulický válec, řídicí jednotka, senzory a ventily.

    Princip fungování takového mechanismu je poněkud podobný výše indukovanému hydraulickému systému aktivního stabilizátoru; při jízdě po ploché silnici je kapalina v systému nehybná. Jakmile se dostanete do terénu, ventily se mírně otevřou, hydraulické válce se odblokují a kapalina se volně pohybuje systémem, v důsledku čehož je mechanismus zcela deaktivován.

    Jaké jsou hlavní rozdíly mezi aktivním a klasickým stabilizátorem?

    Aktivní stabilizátor: princip činnosti, fotografie

    Ve srovnání s aktivní a klasickou stabilizátorem lze rozdíly vidět pouhým okem. Každý z typů má své klady a zápory a cenová politika je odlišná. Pokud mluvíme o klasickém stabilizátoru, pak je navržen čistě na principu fyzikálních zákonů, neexistuje elektronika a další řídicí systémy. Proto tedy cena za díly není tak vysoká, ale je zde i mínus – pohodlí. Mnoho lidí říká, že zavěšení takových vozů je trochu tuhé a v případě poruchy se rychle objeví cizí zvuky a rány do těla.

    Z hlediska počtu dílů není klasický (konvenční) stabilizátor složitý: vzpěry, tyč a montážní pouzdra. Každou z těchto částí lze snadno vyměnit doma bez pomoci. Další rozdíl mezi aktivním stabilizátorem spočívá v tom, že jeho sada obsahuje velmi složitou konstrukci tyče, bez selhání s elektromechanickým nebo hydraulickým pohonem. Právě tato část je nejdražší na opravu a nejčastěji selže.

    Kromě hlavního aktivního stabilizátoru obsahuje sada také elektronickou řídicí jednotku, různé senzory a další mechanismy. Díky tomu se výrazně zvyšuje cena automobilu s aktivním stabilizátorem. Navzdory odlišné struktuře mechanismu zůstává princip činnosti a výsledek stejný. Systém pomáhá snižovat náklon karoserie.

    Výhody a nevýhody aktivního stabilizátoru

    Aktivní stabilizátor: princip činnosti, fotografie

    Přes dokonalost a mnoho pozitivních recenzí má aktivní stabilizátor své výhody a nevýhody. Podívejme se na ně podrobněji, abychom pochopili, kde se skrývá úskalí.

    Výhody a nevýhody aktivního stabilizátoruVýhodynevýhodyRychlá minimalizace bočního náklonu tělaVysoká cena dílůZlepšení dynamického výkonuSložitý návrh systémuZapínání a vypínání elektronickyMontáž pouze na adaptivní odpruženíPřizpůsobení stylu jízdy a povrchu vozovkyBěžný problém s olejovým čerpadlem v hydraulicky aktivním stabilizátoruAktivní ovládání stabilizátoru v automatickém režimuAktivní stabilizační systém je náchylnější k poškození než klasický stabilizátorZvýšený zdvih odpružení-Zlepšení ovladatelnosti vozidla-
    Hlavním problémem, kterému mohu čelit při použití aktivního stabilizátoru, je nákladná údržba a drahé součásti k opravě. V opačném případě, pokud často nejezdíte v terénu, pak aktivní mechanismus stabilizátoru odjíždí na dlouhou dobu, potěší vás kvalitou kontroly a komfortem ve voze.

    Cena aktivních dílů stabilizátoru

    Aktivní stabilizátor: princip činnosti, fotografie

    Abyste pochopili, jak „levné“ je opravit tento typ stabilizátoru na automobilu sami, zvažte cenu dílů, například značku a model automobilu.

    názevZnačka a model autaCena od, rub.Cena od, UAHPřední aktivní stabilizátorBmw x630 00012000Aktivní zadní stabilizátorBmw x6150006000Blok ventilů (hydraulický)Bmw x666002640Řídicí relé jednotkyBmw x6950380Hydraulické potrubíBmw x630501220Blok ventilového systému (hydraulický)Lexus GX46040 00016000Přední aktivní stabilizátorRange Rover Sport 2006150006000Aktivní zadní stabilizátorRange Rover Sport 2006150006000Aktivátor ovládání systému KDSSToyota Land Cruiser4125016500Solenoidy (ventily) – 4 ks.Toyota / Lexus10 0004000
    Jak vidíte, stejná součást, ale pro různé značky a modely automobilů, může stát odlišně. Hodně záleží na výrobci a na složitosti systému. Bez ohledu na to, jak spolehlivé nebo drahé je auto, dříve nebo později se části aktivního stabilizátoru stanou nepoužitelnými, zvláště pokud vezmete v úvahu kvalitu silnic.

    Náklady na opravu a výměnu aktivních dílů stabilizátoru

    Aktivní stabilizátor: princip činnosti, fotografie

    Vzhledem ke složitosti struktury systému a případným poruchám se náklady na opravu jednotlivých jednotek nebo výměnu stabilizátoru budou lišit. Zvažte jako příklad náklady na opravy s použitím dvojice automobilů.

    Náklady na opravu a výměnu dílů aktivního stabilizátoru automobilunázevZnačka a model autacena, rub.Cena, UAH.Odstranění netěsností, výměna těsněníRange Rover / BMW / Porsche10 0003250Demontáž a instalace aktivního stabilizátoru vpředu / vzaduBMW (cena závisí na složitosti konstrukce a demontáže)5000/100002000/3200Filtr systémuvýměna podle modelových předpisů (BMW, Land Rover)50001200Výměna aktivních pouzder stabilizátoru (přední / zadní)Land Rover2500950Doplnění nebo výměna kapaliny v systému (do 2 litrů)BMW / Land Rover2000800
    Mnoho čerpacích stanic tvoří cenu v závislosti na konstrukci aktivního stabilizátoru, složitosti oprav nebo údržbářských prací a na podmínkách dostupnosti nového dílu (přineste si nový díl s sebou nebo si jej objednejte na čerpací stanici). Mělo by být zřejmé, že některé poruchy (senzory, malá netěsnost v systému nebo špatný kontakt) můžete opravit sami, ale složitější úkoly (porucha prvku, olejová těsnění a další body) budou muset být adresovány odborníkům.

    Jaké jsou možné poruchy aktivního stabilizátoru

    Aktivní stabilizátor: princip činnosti, fotografie

    Jakýkoli mechanismus dříve či později chátrá. Přesto existují okamžiky, kdy některé součásti nejčastěji selhávají nebo vyžadují preventivní výměnu. Aktivní stabilizátor vozidla není výjimkou. Nejběžnější poruchy jsou:

    • opotřebení pístních kroužků;
    • opotřebení elektromechanického pohonu;
    • odtlakování hydraulického systému;
    • opotřebení pouzder pro spojovací materiál;
    • poškození gumových těsnění a solenoidů;
    • koroze dříku.

    Nezapomeňte, že celý tento mechanismus je umístěn ve spodní části vozu a neustálé vystavování vlhkosti, různá silniční činidla v zimě vedou k opotřebení a korozi. Gumové těsnění, prašníky a další malé části na spodní části vozu nejvíce trpí, zejména při jízdě v terénu.

    Po zvážení všech aspektů takového stabilizátoru, různých možností, pozitivních a negativních situací můžeme konstatovat. Přes nákladnou údržbu a možné problémy má aktivní stabilizátor více výhod než nevýhod. Obrovským plusem je schopnost upravit tuhost, zejména u SUV. Jak ukazují statistiky, aktivní stabilizátor s elektromechanickým pohonem je stále populárnější, ale méně populární u hydraulického pohonu.

    Video recenze principu činnosti aktivního stabilizátoru automobilu: