Systémy odpružení již dlouhou dobu používají klasické uspořádání s vinutými pružinami a tlumiči. Vývoj však učinil velký pokrok a moderní automobily stále častěji využívají vysoce pokročilé systémy adaptivního tlumení. V tomto článku vám společnost Arnott vysvětlí, jak adaptivní systémy tlumení fungují, a umožní vám lépe pochopit, na jakých principech tato technologie odpružení pracuje.

Součásti systému

Typický moderní systém adaptivní regulace jízdy obsahuje tyto komponenty: adaptivní tlumiče, elektronickou řídicí jednotku (ECU), sadu snímačů a přepínač jízdních režimů. Sada snímačů je obvykle kombinací akcelerometrů umístěných na karoserii a snímačů polohy umístěných v blízkosti zavěšení ve všech čtyřech rozích vozidla. Většina vozidel se systémem adaptivního odpružení je vybavena přepínačem jízdních režimů. Jedná se o tlačítko na přístrojové desce, kterým se volí preferovaný jízdní režim, například Comfort nebo Sport. Pro potřeby tohoto technického zpravodaje můžeme za “adaptivní tlumič” považovat jakýkoli elektronicky řízený nastavitelný tlumič (včetně systému Magnetic Ride), protože základní principy fungování systému jsou stejné.

Činnost systému

Adaptivní systémy odpružení začínaly s použitím variabilních tlumičů se dvěma nebo více různými nastaveními. V poslední době se v modernějších adaptivních systémech místo toho používají “plynule proměnné” tlumiče. Princip fungování mezi (staršími) tlumiči s diskrétním nastavením a (moderními) tlumiči s plynulou změnou nastavení je v podstatě stejný. Rozdíl spočívá v tom, že u tlumičů s diskrétním nastavením je ventil pouze zapnut/vypnut (zcela otevřený nebo zcela zavřený), zatímco u plynule proměnného ventilu lze nastavení tlumiče upravit na libovolnou hodnotu mezi předem stanovenými mezními hodnotami.

Řídicí jednotka (ECU) regulace jízdy je mozkem adaptivního systému odpružení. ECU je propojena se snímači umístěnými na karoserii a zavěšení ve všech 4 rozích vozidla. Kromě toho je ECU připojena také k hlavní datové sběrnici vozidla, odkud získává vstupní údaje, jako je rychlost vozidla, poloha škrticí klapky, úhel natočení volantu, převodový stupeň a použití brzd.

Řídicí jednotka přijímá tyto různé toky dat a používá je jako vstupy pro algoritmus, který nepřetržitě vypočítává intenzitu a směr pohybů karoserie vozidla v polohách Heave, Pitch, Roll a Yaw a také pohyb každého kola vzhledem ke karoserii. Výsledky výpočtu pohybů se pak používají k určení tlumicí síly potřebné v každém jednotlivém rohu vozidla k zajištění požadovaných jízdních vlastností a ovladatelnosti – definovaných algoritmem a polohou nastavení přepínače jízdního režimu.

Po výpočtu ideální tlumicí síly dodá řídicí jednotka každému tlumiči odpovídající množství elektrického proudu, aby se dosáhlo požadované charakteristiky odpružení. Celý tento proces probíhá v řádech milisekund – více než dostatečně rychle na to, aby bylo možné reagovat na téměř jakoukoli změnu na silnici!

S výjimkou systémů Magnetic Ride se tlumicí síla adaptivních tlumičů řídí víceméně stejným způsobem. Pokud se chcete dozvědět více o fungování systému Magnetic Ride, můžete si více přečíst zde.

Zpět k adaptivním tlumičům: mezní tuhé a měkké nastavení tlumení je ovládáno pomocí vyrovnávacích přepážek, které se nacházejí v samostatných průtokových kanálcích uvnitř tlumiče. Nastavení tlumicí síly se obvykle provádí otevřením nebo zavřením ventilu pro regulaci průtoku kapaliny, který upravuje množství kapaliny procházející jednotlivými průtokovými kanálky.

Pokud je například u plynule měnitelného adaptivního tlumiče zapotřebí měkčí tlumicí charakteristika, nastaví se regulační ventil průtoku tak, aby větší množství kapaliny v tlumiči procházelo vyrovnávacími přepážkami, což určuje měkké nastavení, a aby méně kapaliny procházelo kanálkem, který je zodpovědný za tvrdší nastavení.

Technologie Arnott eRide

Americký výzkumný a vývojový tým Arnott eRide se zaměřuje na průběžné monitorování systémů plynulé regulace jízdy, které v současnosti používají různí výrobci automobilů. Správné nastavení je poměrně náročný proces, protože strategie elektronické kontroly odpružení a její provedení je kombinací požadavků výrobců automobilů a nabídek dodavatelů. Skutečnost je taková, že každá konstrukce řídicí jednotky funguje trochu jinak, a navíc se algoritmy mohou výrazně lišit – i když se používá stejná koncepce tlumičů.

Pro návrh a implementaci takové technologie pro aftermarket bylo pro společnost Arnott zásadní, aby konstrukce ventilu eRide byla funkční a pracovala v souladu s různými nastaveními řídicí jednotky a konstrukcemi ventilů. Například rychlost přepínání – což je reakční doba pro přepínání mezi různými nastaveními tlumičů – se může značně lišit. Změna provedená u rychlosti přepínání pro určitou aplikaci může fungovat jako zlepšení pro tento konkrétní model, ale ve skutečnosti může způsobit problémy s výkonem u jiných typů vozidel. Technologii Arnott eRide lze použít k nahrazení jakéhokoli plynule měnitelného tlumiče s vnitřním ventilem. Další ventily s alternativní konstrukcí jsou v současné době ve vývoji a společnost Arnott pro ně v dohledné době nabídne řešení eRide.

Neustálé úsilí a tvrdá práce všech týmů vedly ke vzniku technologie, která umožňuje vyrovnat se nebo překonat jízdní vlastnosti a ovladatelnost originálního vybavení v mnoha různých aplikacích!