Принцесса на горошине: подвеска

Пример: Toyota Land Cruiser Prado

Для современного внедорожника активная подвеска — не престижная опция, а насущная необходимость. Если соблюсти терминологическую точность, то большинство современных подвесок со словом Active в названии следует относить к полуактивным. Работа активной системы не основывается на энергии взаимодействия колес с дорогой. К примеру, гидравлическая активная подвеска, предложенная Колином Чепменом, основателем Lotus, регулировала высоту каждого колеса с помощью гидроцилиндров и индивидуальных высокоскоростных насосов. Отслеживая малейшие изменения положения кузова с помощью датчиков, машина заблаговременно поднимала или выставляла «лапы». Подвеска была испытана на автомобиле Lotus Excel 1985 года, но в серию не пошла из-за чрезвычайной сложности и энергетической прожорливости.

Более элегантное решение было опробовано на вездеходе HMMWV. Электромагнитная подвеска ECASS представляет собой четыре соленоида, каждый из которых толкает колесо вниз или же позволяет ему подняться вверх. Прелесть ECASS заключается в рекуперации энергии: при «сжатии» соленоид работает как генератор, запасая энергию в аккумуляторной батарее. Несмотря на успех эксперимента, ECASS так и останется концептуальной разработкой — для серийного производства технология слишком сложна.

Полуактивная подвеска строится по традиционной схеме. Упругими элементами выступают рессоры, пружины, торсионы или пневмоцилиндры. Электроника управляет характеристиками амортизаторов, за доли секунды делая их более мягкими или жесткими. Компьютер поочередно открывает или закрывает клапаны в гидравлической системе. Чем меньше отверстия, через которые проходит жидкость внутри амортизатора, тем сильнее он демпфирует колебания подвески.

Внедорожник Toyota LC Prado оснащается регулируемой адаптивной подвеской AVS (Adaptive Variable Suspension), позволяющей водителю выбрать режим работы: мягкий Comfort, средний Normal или жесткий Sport. В каждом из трех диапазонов компьютер постоянно меняет характеристики каждого амортизатора. Система реагирует на приказы электроники за 2,5 мс. Это значит, что на скорости 60 км/ч характеристики подвески полностью меняются через каждые 25 см пути. Подвеска работает в тесном взаимодействии с системой стабилизации курсовой устойчивости. Их общие датчики сообщают компьютеру о развитии скольжения или стремлении кузова перевернуться.

На задней оси LC Prado установлены пневмоцилиндры, позволяющие водителю выбирать высоту автомобиля. На неровной дороге автомобиль можно приподнять на 4 см над задней осью, увеличив дорожный просвет (режим Hi). Чтобы облегчить посадку или погрузку, машину можно опустить на 3 см (режим Lo). Режим Hi предназначен для движения на малых скоростях, при достижении 30 км/ч автомобиль автоматически перейдет в Normal.

Однако регулировка клиренса — не главная задача пневмоцилиндров. Во-первых, газ, находящийся внутри них, имеет более ярко выраженную прогрессивную характеристику, нежели стальная пружина, и на небольших ходах подвеска работает намного мягче.

Во-вторых, пневмоцилиндры автоматически компенсируют загрузку автомобиля, всегда поддерживая одинаковый дорожный просвет.

Инженеры Toyota отказались и от традиционного компромисса в области настройки стабилизаторов поперечной устойчивости, применив систему кинетической стабилизации подвески KDDS. Каждый стабилизатор LC Prado соединен с рамой посредством гидроцилиндра. Цилиндры соединены в единый гидравлический контур. Пока жидкость свободно циркулирует внутри контура, стабилизаторы практически не работают. В таком режиме подвеска демонстрирует максимальный ход, необходимый на бездорожье. В скоростных поворотах клапаны перекрывают гидравлический контур, жестко связывая стабилизаторы с кузовом и препятствуя крену. На прямой гидроаккумулятор, включенный в контур, помогает подвеске скрадывать мелкие неровности дороги.