Активный стабилизатор поперечной устойчивости своими руками

Как активные стабилизаторы делают внедорожники управляемыми как легковушки?

Зачем на внедорожники ставят активные стабилизаторы?

Активный стабилизатор поперечной устойчивости очень полезная в автомобильном быту вещь. Это все равно, что иметь набор свейбаров. Одни очень жесткие, на которых хорошо пролетать замысловатые повороты, другие – для повседневной езды, когда мягкость и комфорт неспешного передвижения выходит на первый план.

Технология активно применяется на всех дорогих и спортивных автомобилях, а недавно она перешла на внедорожники. Активные стабилизаторы поперечной устойчивости помогают автомобилям SUV с высоким центром тяжести избегать кренов кузова и позволяют, тем самым, быстрее и что немаловажно, безопаснее проходить повороты.

Но как они работают? Благодаря этому подробному видео объяснению, вы сможете узнать, как.

Когда автомобиль поворачивает, его центр тяжести наклоняется наружу поворота, сжимая внешнюю подвеску и разжимая внутреннюю. Такой перекос крайне негативно сказывается на всем поведении движущегося автомобиля, начиная от изменения траектории движения, до снижения скорости прохождения поворота. В общем, управляемость ухудшается.

Для борьбы с этой исходной конструктивной особенностью любой подвески, любого автомобиля, инженеры придумали так называемые стабилизаторы поперечной устойчивости, которые соединяют обе стороны подвески единой тягой, тем самым уменьшая дифференциацию между двумя частями подвески (левую и правую), и таким образом, уменьшая крены кузова.

Десятки лет эволюции этого, по своей природе незамысловатого элемента, вылились в очень интересную систему, которая в буквальном смысле «на лету» способна регулировать жесткость свейбара, в отличие от обычных стабилизаторов, где жесткость изначально задана одна.

Для такой чудесной регулировки используется конструкция с электромотором, установленном по центру стабилизатора, который прикладывает противоположенный по направлению крутящий момент развиваемый в данный промежуток времени центробежными силами. Тем самым крен кузова даже высокого и тяжелого кроссовера уменьшается многократно и может быть практически незаметен.

Технология пока применяется на очень дорогих внедорожниках вроде Audi, Bentley и Lamborghini, на которых используемая современная 48-вольтовая система питает мощные электрические моторы, задействованные в стабилизации.

В схеме задействованы:

Два электромеханических активных стабилизатора поперечной устойчивости на передней и задней осях с электрическим приводным мотором, установленным на них.

Преобразователь напряжения постоянного тока

Два блока управления стабилизаторами

Mercedes и Rolls Royce используют аналогичные, но конструктивно отличающиеся системы в своих роскошных автомобилях.

Джейсон Фенске из Engineering Explained, покажите и расскажет, как работают активные стабилизаторы в своем последнем видео, используя Audi Q7 в качестве примера:

Видео с YouTube канала: Engineering Explained

Включите перевод субтитров в настройках YouTube плеера, чтоб не пропустить всех деталей.

Источник

Активный стабилизатор поперечной устойчивости: принцип работы, фото

Рассмотрим устройство и принцип работы активного стабилизатора поперечной устойчивости. Наведены основные плюсы и минусы, неисправности, а так же цена деталей и ремонта отдельных элементов. В конце статьи видео-обзор активного стабилизатора. Рассмотрим устройство и принцип работы активного стабилизатора поперечной устойчивости. Наведены основные плюсы и минусы, неисправности, а так же цена деталей и ремонта отдельных элементов. В конце статьи видео-обзор активного стабилизатора.

Активный стабилизатор поперечной устойчивости – разновидность обычного стабилизатора поперечной устойчивости с возможностью контроля жесткости посредством электроники. Как и стандартный вариант, активный стабилизатор обеспечивает ровное положение кузова автомобиля, сводя к минимуму крен кузова во время движения.

Как бы не был полезен обычный стабилизатор поперечной устойчивости, у него есть много недостатков. Например, передает удары от одного колеса к другому колесу одной оси, ограничивает ход подвески на каждое колесо, а так же передает все неровности на кузов при движении по бездорожью. Здесь так же может появиться минус, на бездорожье может привести к вывешиванию колеса, соответственно и потери контакта с дорожным покрытием.

Что такое активный стабилизатор автомобиля

Если с классическим стабилизатором поперечной устойчивости автомобиля все понятно, его устройство и принцип работы, то, как быть с активным стабилизатором, ведь в его основе лежат не только законы физики, но и электроника, которая управляет всем механизмом. Используя обычный стабилизатор в автомобиле, инженеры находят золотую середину между комфортом, управляемостью и динамикой автомобиля.

Активный стабилизатор поперечной устойчивости широко применяется на адаптивных подвесках, что так же позволяет отказаться от классического варианта и получить больше комфорта, динамики и лучшую управляемость. Электроника пропорционально меняет жесткость механизма в зависимости от усилия движения, манёвров и стиля вождения. Хитрость такого активного механизма в том, что на ровной дороге и входе в поворот электроника придает максимальную жесткость, что позволяет удерживать кузов машины в горизонтальном положении.

При движении по бездорожью или плохом дорожном покрытии, система снижает жесткость, что в результате позволяет активной подвеске вполне отрабатывать неровности, с минимальными погрешностями передавая их на кузов машины. Это и есть основные отличия от классического варианта стабилизатора, который не может менять жесткость в зависимости от дорожного покрытия или условий передвижения.

Схема активного стабилизатора поперечной устойчивости

датчик ускорения (нижний);

бачок для гидравлической жидкости;

электронный блок управления;

датчик поворота рулевой колонки (датчик угла);

передний активный стабилизатор;

задний активный стабилизатор;

датчик вращения колес (датчик частоты);

блок управления системы рулевого управления;

датчик ускорения и датчик угловой скорости;

кнопка для управления жесткостью амортизаторов;

инвертор (преобразователь постоянного тока);

блок управления для заднего активного стабилизатора;

датчик угла поворота рулевого колеса;

электронный блок управления адаптивной подвеской автомобиля;

электронный блок управления системой курсовой устойчивости;

блок управления для переднего активного стабилизатора.

Если сравнивать с классическим механизмом поперечной устойчивости, то видно, даже неопытному автолюбителю, в чем отличия. Устройство активного стабилизатора намного сложнее, как правило, устанавливается два стабилизатора (спереди и сзади), что позволяет достичь лучших динамических характеристик, хотя управление осуществляется на каждый по отдельности.

Как устроен активный стабилизатор поперечной устойчивости

Как показывает статистика, различают три основные варианта изменения жесткости активного стабилизатора поперечной устойчивости. Каждый из представленных вариантов используется разными производителями автомобилей, соответственно и строение будет немного отличаться:

использование гидроцилиндров вместо привычных втулок стабилизаторов;

непосредственное использование активного привода в конструкции;

установка гидроцилиндров вместо привычных стоек.

По типу привода активный механизм может быть электромеханическим или гидравлическим. Устройство и принцип работы такого привода так же будет отличаться, но вот результат одинаковый – уменьшить крен кузова и максимально снизить передачу ударов. Среди основных деталей числится передний и задний активный стабилизатор, электронный блок управления и датчики. Помимо основных деталей и устройств, данный механизм может использовать другие системы безопасности и комфорта.

Как работает активный стабилизатор автомобиля

Чтоб разобраться более подробно в принципе работы активного стабилизатора поперечной устойчивости рассмотрим два варианта: на основе гидравлики и на основе электромеханики.

Активный стабилизатор с электромеханическим приводом

Впервые об активном стабилизаторе с электромеханическим приводом заговорили в 2005 году, установив его на автомобили компании Toyota. В перечне японского производителя система числится как Active Stabilizer Suspension System (ASS). Механизм состоит из двух активных стабилизаторов на основе электронного управления. Каждый стабилизатор состоит из двух половин, между которыми установлен планетарный редуктор и электродвигатель. Для срабатывания электродвигателя система использует питание 46 Вольт, поэтому инженеры добавили специальный преобразователь (инвертор), так как бортовая сеть (в большей части) рассчитана на 12 Вольт.

Электромеханический привод специфический, закручивает стабилизатор в одну из сторон, за счет чего механизм включается или выключается (регулируется жесткость). Что касается планетарного редуктора, то снижает скорость работы двигателя и оптимально дает возможность сработать стабилизатору в необходимый момент. В автоматическом режиме механизм использует датчики угла поворота рулевого колеса, датчик ускорения, а так же датчики частоты вращения передних и задних колес. Эти же датчики используются для системы курсовой устойчивости, а так же системы динамического рулевого управления. Соответственно активный стабилизатор вплотную работает с адаптивной подвеской автомобиля.

Если сравнивать электромеханический и гидравлический стабилизатор поперечной устойчивости, то электрический имеет ряд преимуществ над гидравликой. Во-первых, у электромеханической компоновки отклик (реакция на команды) порядка 20 миллисекунд, а расход энергии намного ниже.

Компания Audi доработала существующую систему, добавив систему рекуперации энергии, за счет нового электромеханического стабилизатора. Помимо основных деталей, добавили аккумулятор, в котором накапливается выработанная энергия. Благодаря такой конструкции, активные стабилизаторы eAWS от Audi требуют меньше мощности, а значит и нагрузка на бортовую систему питания будет меньше.

Активный стабилизатор с гидравлическим приводом

Не меньше популярности получил активный стабилизатор с гидравлическим приводом. Чаще всего такой вариант исполнения можно увидеть на автомобилях Mercedes-Benz (система ACS), BMW (система Dynamic Drive) и Land Rover (Dynamic Response). В отличие от электромеханического стабилизатора, гидравлическая отличается по строению. Инженеры добавили бачок для жидкости, гидравлическую магистраль (трубки) и блок клапанов. Посредством привода от коленвала приводится в действие гидравлический насос. В зависимости от частоты вращения двигателя, меняется и интенсивность подачи жидкости.Чтоб давление жидкости в системе активного стабилизатора с гидроприводом не было избыточным, инженеры добавили блок цилиндров, которые регулируют давление. В свою очередь редукционный клапан регулирует излишки давления, перепуская жидкость обратно в бачок. Основную роль играют гидрораспределители, они распределяют поток жидкости в зависимости от работы механизма и крена кузова. В случае потери давления, срабатывает предохранительный клапан, жестко блокируя стабилизатор. Последний контрольный замер остается за датчиками давления, расположенными в разных местах магистрали. Благодаря им, электронный блок понимает какую команду подать на определенное колесо.

В момент поворота автомобиля или крена кузова датчики фиксируют наклон или угол поворота. На основании полученных данных электронный блок управления подает ток на блок цилиндров, чтоб отрегулировать давление, понизив с одной стороны и повысив с другой. Если кузов перестает крениться, соответственно датчики подают информацию и замеры, после чего система уменьшает давление и переключает весь механизм в нейтральное состояние работы.

Благодаря такому изменению давления на переднем и заднем стабилизаторе, система вполне может контролировать баланс управления автомобилем. На высокой скорости рулевое колесо становится более чувствительным, на низкой скорости менее чувствительным. Такая система на порядок сложней по устройству, эксплуатации и ремонту, нежели на основе электромеханического привода, поэтому используется только на премиальных автомобилях.

Компания Тойота шагнула еще дальше, создав систему кинетической стабилизации подвески, то есть другая система управления стабилизаторами поперечной устойчивости, под названием KDSS (Kinetic Dynamic Suspension System). Именно эту систему инженеры компании начали устанавливать на внедорожники с 2004 года. Система создана на основе замкнутого гидравлического контура, в основу которой входит гидроаккумулятор, гидроцилиндр, блок управления, датчики и клапана.

Принцип работы такого механизма чем-то похож на выше наведенную гидравлическую систему активного стабилизатора, в момент езды по ровной дороге жидкость неподвижная в системе. Как только попадаете на бездорожье, клапана приоткрываются, гидроцилиндры деблокируются и жидкость свободно передвигается по системе, в результате механизм полностью отключен.

Какие основные отличия активного от классического стабилизатора

Сравнивая активный и классический стабилизатора поперечной устойчивости, то отличия можно заметить не вооруженным глазом. Каждый из видов имеет свои плюсы и минусы, соответственно и ценовая политика разная. Если говорить о классическом стабилизаторе, то он устроен сугубо на принципе законов физики, никакой электроники и прочих систем управления нет. Отсюда соответственно и цена на детали не столь высока, но есть и минус – комфорт. Многие поговаривают, что подвеска таких автомобилей немного жесткая и в случае поломки быстро появляются посторонние шумы и удары по кузову.

По количеству деталей классический (обычный) стабилизатора поперечной устойчивости не сложный: стойки, стержень и крепежные втулки. Каждую из этих деталей легко заменить в домашних условиях без посторонней помощи. Другое отличие активного стабилизатора поперечной устойчивости, в его набор входит весьма сложный по конструкции стержень, в обязательном порядке с электромеханическим или гидравлическим приводом. Именно эта деталь дороже всего обходится в ремонте и чаще всего выходит из строя.

Помимо основного активного стабилизатора, в набор так же входит электронный блок управления, разнообразные датчики и прочие механизмы. За счет чего цена на автомобиль с активным стабилизатором существенно возрастает. Несмотря на разное устройство механизма, принцип работы и результат остается одинаковым. Система способствует уменьшению кренов кузова автомобиля.

Преимущества и недостатки активного стабилизатора

Несмотря на совершенство и множество положительных отзывов, активный стабилизатор поперечной устойчивости имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим более подробно их, чтоб понять, где скрываются подводные камни.

Преимущества и недостатки активного стабилизатора
Преимущества	Недостатки
Быстрая минимизация боковых кренов кузова	Высокая стоимость деталей
Улучшение динамических показателей	Сложная конструкция системы
Возможность включения и выключения с помощью электроники	Установка только на адаптивную подвеску
Адаптация под стиль вождения и дорожное покрытие	Частая проблема с масляным насосом в гидравлическом активном стабилизаторе
Управление активным стабилизатором в автоматическом режиме	Система активного стабилизатора быстрей поддается повреждениям, нежели классический стабилизатор
Увеличение хода подвески	—
Улучшение управляемости автомобилем	—

Что ж, основной проблемой, с которой можно столкнуться, использую активный стабилизатор – дорогое обслуживание и дорогие детали для ремонта. В остальном же если не ездить часто по бездорожью, то механизм активного стабилизатора поперечной устойчивости отходит долго, порадует качеством управления и комфортом в салоне автомобиля.

Цена деталей активного стабилизатора

Чтоб понять насколько «дешево» обходится самостоятельный ремонт такого вида стабилизатора на автомобиле, рассмотрим на примере цену деталей, а так же марки и модели автомобилей.

Наименование	Марка и модель авто	Цена от, руб.	Цена от, грн.
Передний активный стабилизатор	BMW X6	30000	12000
Задний активный стабилизатор	BMW X6	15000	6000
Блок клапанов (гидравлический)	BMW X6	6600	2640
Реле управления блоком	BMW X6	950	380
Трубки для гидравлической системы	BMW X6	3050	1220
Блок клапанов системы (гидравлический)	Lexus GX460	40000	16000
Передний активный стабилизатор	Range Rover Sport 2006	15000	6000
Задний активный стабилизатор	Range Rover Sport 2006	15000	6000
Активатор управления системой KDSS	Toyota Land Cruiser	41250	16500
Соленоиды (клапаны) – 4 шт.	Toyota/Lexus	10000	4000

Как видим, одна и та же деталь, но на разные марки и модели автомобилей может стоить по-разному. Многое зависит от производителя и то насколько сложная система. Каким бы надежным или дорогим не был автомобиль, рано или поздно детали активного стабилизатора приходят в негодность, особенно если учитывать качество дорог.

Стоимость ремонта и замены деталей активного стабилизатора

Учитывая сложность строения системы и возможные неисправности, соответственно стоимость ремонта отдельных узлов или замена стабилизатора будет отличаться. Рассмотрим стоимость ремонта на примере пары автомобилей.

Стоимость ремонта и замены деталей активного стабилизатора автомобиля
Наименование	Марка и модель авто	Цена, руб.	Цена, грн.
Устранение течи, замена уплотнителей	Range Rover / BMW / Porsche	10000	3250
Снятие и установка активного стабилизатора передний/задний	BMW (цена зависит от сложности конструкции и снятия)	5000 / 10000	2000 / 3200
Фильтр системы	замена по регламенту модели (BMW, Land Rover)	5000	1200
Замена втулок активного стабилизатора (передние/задние)	Land Rover	2500	950
Долив или замена жидкости в системе (до 2 литров)	BMW / Land Rover	2000	800

Многие СТО формируют цену в зависимости от конструкции активного стабилизатора, сложности ремонтных или профилактических работа, а так же условие наличия новой детали (привозите с собой новую деталь или заказываете на СТО). Стоит понимать, что некоторые неисправности (датчики, небольшая течь в системе или плохой контакт) можно исправить самому, а вот более сложные задачи (выход из строя элемента, сальники и другие моменты) уже придется обратиться к специалистам.

Какие возможные неисправности в активном стабилизаторе

Любой механизм рано или поздно приходит в негодность. Все же есть те моменты, когда определенные детали чаще всего выходят из строя или требуют профилактической замены. Активный стабилизатора поперечной устойчивости автомобиля не стал исключением. Самыми частыми неисправностями считают:

износ поршневых колец;

износ электромеханического привода;

разгерметизация гидравлической системы;

износ втулок для крепежа;

повреждение резиновых уплотнителей и соленоидов;

Не стоит забывать, что весь этот механизм расположен снизу автомобиля и постоянное воздействие влаги, различных дорожных реагентов в зимнее время привод к износу и коррозии. Больше всего страдают резиновые уплотнители, пыльники и прочие мелкие детали снизу автомобиля, особенно во время езды по бездорожью.

Рассмотрев все аспекты такого стабилизатора поперечной устойчивости, разные варианты, положительные и негативные ситуации, можно сделать вывод. Несмотря на дорогое обслуживание и возможные проблемы, плюсов у активного стабилизатора больше, чем минусов. Огромный плюс в возможности регулировки жесткости, в частности для внедорожников. Как показывает статистика, активный стабилизатор с электромеханическим приводом все больше становится популярным, а вот на гидроприводе менее популярный.

Видео-обзор принцип работы активного стабилизатора автомобиля:

Источник