نقش سیستم تعلیق فعال در خودرو چیست؟

سیستم تعلیق فعال در خودرو | عملکرد سیستم تعلیق فعال | نقش سیستم فعال تعلیق | انواع سیستم تعلیق فعال

سیستم تعلیق فعال چیست و چه تفاوتی با سیستم تعلیق معمولی دارد؟

سامانه تعلیق فعال گونه‌ای از سامانه تعلیق خودرو در وسایل نقلیه است. این سامانه به جای تعلیق غیرفعال که توسط فنرهای بزرگ در جایی که حرکت به‌طور کامل توسط سطح جاده تعیین می‌شود فراهم شده، از سامانهی آنبورد برای کنترل حرکت عمودی چرخ‌های خودرو نسبت به شاسی یا بدنه خودرو استفاده می‌کند.

سیستم تعلیق فعال چندین سالی است که به روی کار آمده است، مطالعات نشان داده اند که تعلیق های قابل انطباق ساختار متغیر به معنای عناصر میرایی و سفتی ممکن است منجر به کنترل ارتعاش قابل توجه وسایل نقلیه شود. جاده هایی با شرایط سطحی متفاوت این سیستم‌ها آن‌هایی هستند که در این کار آن‌ها را «هوشمند» می‌نامیم، زیرا همیشه می‌توانند خود را با خواسته‌های طراح در مورد عملکرد تطبیق دهند. با این حال، وقتی به بهینه‌سازی دمپرهای نیمه فعال قابل تطبیق می‌رسیم، این کار به آسانی محاسبه قوانین کنترل بهینه تعلیق‌های فعال نیست. دمپرهای نیمه فعال طبیعتاً به سرعت تغییر می کنند و بنابراین رفتار دینامیکی غیرخطی قوی دارند. تلاش های زیادی برای بهینه سازی میراگرهای نیمه فعال انجام شده است، اما سهم محققان در این زمینه به اندازه سهم آنها در عملیات اجرایی نیست. این مقاله فنی خودرویی به بررسی سیستم های تعلیق فعال می پردازیم…

نقش سیستم تعلیق فعال در خودرو چیست؟

وظیفه اصلی سیستم تعلیق خودرو جداسازی فعل و انفعالات بدنه سرنشین و خودرو از نوسانات ناشی از ناهنجاری های جاده است در حالی که همچنان تماس مداوم با جاده چرخ ها حفظ می شود. در حال حاضر، سه نوع سیستم تعلیق خودرو وجود دارد که معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند:

• غیرفعال
• نیمه فعال
• فعال

همه سیستم های گفته شده بر اساس عملیات پنوماتیک یا هیدرولیک هستند. ادعا شد که برخی از این سیستم‌های تعلیق نمی‌توانند به طور کامل مشکل نوسانات خودرو را حل کنند زیرا بسیار پرهزینه هستند و به افزایش مصرف انرژی خودرو کمک می‌کنند. سیستم‌های تعلیق فعال خودرو به دلیل ویژگی‌های امیدوارکننده‌ای که داشتند، بیش از ۲۰ سال در حال بررسی گسترده بودند. این سیستم‌ها پتانسیل واکنش بسیار خوبی به تغییرات رو به بالا و پایین ناشی از بی‌نظمی‌های ورودی جاده را دارند، زیرا دمپرها و همچنین فنرها توسط نیروی محرک واسطه می‌شوند. عملگر در یک سیستم تعلیق فعال برای پخش انرژی از سیستم عمل می کند و می توان آن را از طریق انواع مختلفی از کنترلرهای تعیین شده توسط طراحی پیشنهادی کار کرد.

با مدیریت تکنیک هایی که می تواند مصالحه سودمندتری را بین راحتی رانندگی و پایداری حمل و نقل جاده ایجاد کند، یک سیستم تعلیق فعال به عنوان یک کل طراحی برتر تعلیق خواهد بود. سیستم‌های الکترومکانیکی و الکترونیکی پیچیده برای تأثیرگذاری بر عملکردهای دینامیکی خودرو مانند سیستم ترمز ضد قفل (ABS)، کنترل پایداری الکترونیکی (ESC)، توزیع الکترونیکی نیروی ترمز و بسیاری موارد دیگر استفاده می‌شوند. پیشرفت این سیستم ها به سمت حمایت از ایمنی مسافر و جابجایی وسیله نقلیه رو به افزایش است.
نیاز در صنعت خودروسازی، به ویژه زمانی که امروزه وسایل نقلیه می توانند از نظر ابعاد طراحی متفاوت باشند، از کوچک بودن، داشتن مرکز ثقل بالاتر یا هدف دوستدار محیط زیست. یکی دیگر از روندهای فعلی در صنعت خودرو حرکت به سمت خودروهای تمام الکتریکی است. این خودروها توزیع وزن کلی متفاوتی دارند زیرا موتور احتراق داخلی (ICE) با یک موتور الکتریکی و یک بسته باتری با وزن کم و بیش ۴۰۰ کیلوگرم جایگزین شده است. بهره وری قطار محرکه الکتریکی زمانی بهینه می شود که به طور کامل با چرخ ادغام شود. حتی در این صورت، موتور بدون فنر افزایش می یابد که می تواند مشکلاتی را در مورد راحتی و هندلینگ سرنشین ایجاد کند. از این رو، این به وضوح نیاز به تعلیق فعال را در خودروها یکپارچه نشان می دهد. سازندگان خودرو اغلب با یکدیگر رقابت می کنند تا ویژگی های رانندگی قابل اعتماد و راحت را ایجاد کنند و در عین حال بهترین ثبات را در هنگام ترمزگیری و پیچ ها ایجاد کنند.

نقش سیستم فعال تعلیق

با این وجود، شرکت‌های منتخب گزینه‌های سیستم تعلیق قابل تنظیم را ارائه می‌دهند که می‌توانند بر اساس نیازهای راحتی راننده تنظیم شوند. به همین دلیل، محققان چندین سیستم تعلیق نیمه فعال و فعال خودرو را هم از نظر تئوری و هم تجربی پیشنهاد و به کار گرفتند. مزیت اصلی این سیستم ها این است که به طور همزمان امکان حذف اکثر تداخل جاده ها از کنترل زمین و همچنین چرخش فعال را فراهم می کنند.

عملکرد سیستم تعلیق فعال

این مزایا و معایب خاصی دارد. نکته مثبت این است که سیستم بسیار قابل پیش بینی است. با گذشت زمان، شما با سیستم تعلیق خودروی خود آشنا خواهید شد. توانایی ها و محدودیت های آن را درک خواهید کرد. در سمتی دیگر، زمانی که سیستم به این محدودیت ها رسید، هیچ راهی برای جبران موقعیت های فراتر از پارامترهای طراحی خود ندارد. بنابراین کمک فنرها پایین می آیند، پایه ها بیش از حد کشیده می شوند، فنرها به آرامی پاسخ می دهند، میله های پیچشی بهینه می شوند.

 انواع سیستم تعلیق فعال

از طرف دیگر یک سیستم تعلیق فعال این قابلیت را دارد که به طور مداوم خود را با شرایط متغیر جاده تنظیم کند. این به طور مصنوعی پارامترهای طراحی سیستم را با نظارت و تنظیم مداوم خود گسترش می دهد و در نتیجه شخصیت آن را به طور مداوم تغییر می دهد. با سنسورها و ریزپردازنده‌های پیشرفته که همیشه اطلاعات آن را تغذیه می‌کنند، هویت آن سیال، متنی و بی‌شکل باقی می‌ماند. سیستم تعلیق فعال با تغییر ویژگی خود برای پاسخگویی به شرایط مختلف جاده، هندلینگ عالی، احساس جاده، پاسخگویی و ایمنی را ارائه می دهد.

با این حال، در ادامه مبحث سیستم‌های تعلیق فعال بپردازیم، یک کلمه در مورد اینکه چرا باید به آن اهمیت دهید.

درست است، این نوع فناوری معمولاً در اتومبیل های بسیار گران قیمت ظاهر می شود. اما، مانند هر فناوری جدید، یک اثر قطع پایین رخ می دهد. پیشرفت های سریع در علم ریزپردازنده به زودی این ویژگی ها را به طیف جدیدی از وسایل نقلیه، از جمله سدان های خانوادگی، مینی ون ها، کامیون ها، SUV ها، حتی خودروهای جمع و جور می رساند. بنابراین این را یک آغازگر در مورد آنچه که به سمت شما می آید در نظر بگیرید. هی، Velcro در برنامه فضایی توسعه داده شد، و نگاه کنید که امروز کجاست.

سیستم تعلیق فعال در خودرو

سیستم‌های تعلیق فعال (همچنین به عنوان کنترل سواری کامپیوتری شناخته می‌شوند) از اجزای زیر تشکیل شده‌اند: یک یا دو کامپیوتر (که گاهی اوقات واحد کنترل الکترونیکی یا به اختصار ECU نامیده می‌شود)، شوک‌ها و فنرهای قابل تنظیم، مجموعه‌ای از سنسورها در هر چرخ و در سرتاسر چرخ ماشین و یک محرک یا سروو در بالای هر شوک و فنر. ممکن است قطعات از سازنده ای به سازنده دیگر کمی متفاوت باشند، اما اینها قطعات اصلی هستند که یک سیستم تعلیق فعال را تشکیل می دهند.

همانطور که در بالا ذکر شد، سیستم تعلیق فعال با حس کردن دائمی تغییرات در سطح جاده و تغذیه آن اطلاعات، از طریق ECU، به اجزای بیرونی کار می کند. سپس این اجزا بر روی سیستم اعمال می‌شوند تا شخصیت آن را تغییر دهند، سفتی ضربه، نرخ فنر و موارد مشابه را تنظیم کنند تا عملکرد سواری، قابلیت رانندگی، پاسخ‌دهی و غیره را بهبود بخشند.

به مفهومی دیگر؛ تصور کنید شما با خودرویی با سیستم تعلیق کاملا فعال در جاده در حال حرکت هستید. در اولین دور خود به یک سری چاله برخورد می کنید که هر کدام بزرگتر از دیگری است.

اکنون، در خودرویی با سیستم تعلیق معمولی، این چاله ها ممکن است یک چالش جدی برای سیستم تعلیق ایجاد کنند. اندازه  آنها حتی می‌تواند سیستم را به حداکثر برساند و یک حلقه نوسان ایجاد کند وضعیتی که در آن ماشین شروع به بالا و پایین رفتن بالاتر و بالاتر می‌کند و کمی از کنترل خارج می‌شود. اما شما نگران نباشید، زیرا ماشین شما دارای سیستم تعلیق فعال است.

سنسورهای جلوی سمت راست ماشین (به هر حال شما در حال چرخش به چپ هستید) شروع به نظارت بر وضعیت می کنند. آنها حرکت انحرافی و عرضی را می گیرند و این اطلاعات را به ECU برمی گردانند. آنها همچنین حرکت عمودی بیش از حد را احساس می کنند، به ویژه در قسمت جلوی سمت راست ماشین. این داده ها نیز به ECU ارسال می شود. سنسورهای چرخ موقعیت چرخشی و سنسور زاویه فرمان، داده‌هایی را که از دیگر «سنسورها» خودرو خارج می‌شوند، تأیید می‌کنند.

ECU داده ها را در حدود ۱۰ میلی ثانیه جمع آوری، تجزیه و تحلیل و تفسیر می کند. این یک پیام فوری به سروو در بالای فنر سیم پیچ جلو سمت راست ارسال می کند تا محکم شود. برای انجام این کار، یک پمپ روغن موتوری که با حدود ۳۰۰۰ پوند بر اینچ مربع کار می کند، مایع اضافی را به سروو می فرستد که کشش فنر را افزایش می دهد و در نتیجه چرخش بدنه، انحراف و نوسان فنر را کاهش می دهد. پیام مشابهی، اما با ماهیت کمی کم‌تر، به قسمتی در بالای فنر مارپیچ عقب سمت راست ارسال می‌شود که نتایج مشابهی دارد.

 نقش سیستم فعال تعلیق

در همان زمان، مجموعه دیگری از محرک ها وارد می شوند تا به طور موقت استحکام دمپرهای تعلیق (معروف به کمک فنر) در گوشه های جلو و عقب سمت راست خودرو را افزایش دهند. انواع سیستم تعلیق فعال

پتانسیل سواری برای چنین سیستمی واقعاً دیدنی است. همانطور که در ابتدا اشاره کردیم، چندین خودروی سواری تولیدی پیشرفته، سیستم های تعلیق کاملا فعال را به عنوان تجهیزات استاندارد یا اختیاری ارائه می دهند. در ادامه لیستی از خودروهایی که چنین ویژگی دارند را لیست کردیه ایم:

سیستم تعلیق فعال آئودی

• Acura: MDX
• Audi: A8, Q7, R8, RS4, S8, TT
• Bentley: Continental Flying Spur, GT, GTC
• BMW: 5, ۶, ۷, Alpina B7, M5, M6, X5
• Buick: Lucerne
• Cadillac: DTS, Escalade, ESV, and EXT, SRX, STS, XLR, XLR-V
• Chevrolet: Corvette, Suburban, Tahoe
• Ferrari: ۵۹۹ GTB Fiorano
• GMC: Yukon and XL
• Jaguar: S-Type, XJ, XK
• Land Rover: Range Rover Sport
• Lexus: GS430, GS450h, GX470, LS 460, LX470
• Maserati :Quattroporte
• Maybach : ۵۷, ۶۲
• Mercedes-Benz : CL, CLS, E, GL, M, R, S, SL
• Porsche : 911, Boxster, Cayenne, Cayman
• Rolls-Royce: Phantom
• Toyota: Land Cruiser
• Volkswagen: Touareg 2
• Volvo – S60, V70