CC BY
31
1 2 Пономарев А.И. , Семизоров А.В.
12
Кандидат технических наук, доцент, студент кафедра «Автомобиле- и
тракторостроение»,
Калужский филиал Московского государственного технического университета
имени Н.Э. Баумана
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АКТИВНОГО СТАБИЛИЗАТОРА ПОПЕРЕЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЕ УПРАВЛЯЕМОСТИ АВТОМОБИЛЯ
Аннотация
В статье описаны основные недостатки обычного стабилизатора поперечной устойчивости, а так же перспективность применения активного стабилизатора поперечной устойчивости на всех типах автомобилей. Рассмотрен принцип действия стабилизатора при движении автомобиля в разных дорожных условиях Ключевые слова: подвеска автомобиля, активный стабилизатор поперечной устойчивости, гидравлический исполнительный механизм, управляемость и устойчивость автомобиля.
Keywords: suspension, active anti-roll bar, hydraulic actuator, vehicle handling and stability.
При движении автомобиля в повороте возникает центробежная сила, которая вызывает раскачивание и значительный крен. При больших скоростях это может привести к опрокидыванию, поэтому и необходим стабилизатор поперечной устойчивости, который устанавливается на все типы независимых подвесок. Стабилизатор работает на скручивание, противодействует противоположному по отношению к кузову перемещению колес одной оси автомобиля, повышает сцепление колес с дорогой, более равномерно распределяет нагрузку на колеса (рисунок 1). Главным показателем стабилизатора является его жесткость, для каждого автомобиля рассчитывается отдельно. Как правило, передний стабилизатор делается более мягким, чем задний. Основным недостатком обычного стабилизатора поперечной устойчивости является снижение хода подвески, что пагубно сказывается на проходимости автомобиля при движении по пересеченной местности, а так же снижается комфортность передвижения.
Рис. 1 - Принцип работы стабилизатора поперечной устойчивости Для повышения эффективности работы подвески в различных условиях, необходимо внедрение стабилизатора, который может менять свою жесткость в зависимости от условий или отключаться вовсе. Активный стабилизатор позволяет менять жесткость в зависимости от сил, действующих на автомобиль. Так при прямолинейном
движении жесткость стабилизатора уменьшается, но при прохождении поворотов его жесткость нарастает пропорционально угловому ускорению [1].
Главными элементами системы адаптивного стабилизатора являются:
- гидравлический блок;
- блок управления стабилизаторами;
- стабилизаторы с соединительными устройствами.
Главным элементом активного стабилизатора является гидравлическая кулачковая муфта 1 (рисунок 2), которая позволяет соединять и разъединять
Рис. 2 - Адаптивный стабилизатор поперечной устойчивости Кулачковая муфта с гидроприводом (рисунок 3) содержит полумуфты 1 и 8, соединительный элемент 6, страхующую пружину 5 и расположенный на разъединителе датчик его состояния 7. Соединяющий элемент свободно двигается вдоль стабилизатора под действием рабочей жидкости. При этом он заходит между кулачками полумуфт, обеспечивая их замыкание. Выступы соединительного элемента никогда не выходят полностью из проемов между кулачками полумуфт, благодаря чему подключение стабилизатора обеспечивается при любом его исходном положении [2].
Рис. 3 - Кулачковая муфта а - муфта замкнута, б - муфта разомкнута Управление стабилизаторами осуществляется с помощью кнопки или автоматически. При нажиме кнопки посылаются сигналы отключения и подключения стабилизаторов, которые направляются в блок управления ими. Общая гидравлическая схема адаптивного стабилизатора поперечной устойчивости показана на рисунке 4.
Рис. 4 - Гидравлическая схема 1 - гидроаккумулятор; 2 - клапан отключения переднего стабилизатора; 3 - левое плечо переднего стабилизатора; 4 - кулачковая муфта переднего стабилизатора; 5,11 -рабочая полость 1; 6 - соединительный элемент; 7,12 - рабочая полость 2; 8 - левое плечо переднего стабилизатора; 9 - левое плечо заднего стабилизатора; 10 - кулачковая муфта заднего стабилизатора; 13 - правое плечо заднего стабилизатора; 14 - клапан отключения заднего стабилизатора; 15 - датчик давления в гидравлической системе отключения
стабилизаторов; 16 - компенсационный бачок; 17 - клапан вентиляции; 18 -электродвигатель; 19 - фильтр; 20 - насос системы отключения стабилизаторов; 21 -обратный клапан; 22 - гидравлический блок
В системе применяется гидроаккумулятор 1 с отделенной посредством мембраны газовой полостью, в нем накапливается энергия сжимаемого газа. В нижнюю камеру поступает рабочая жидкость, подаваемая насосом 20 под давлением. Рабочая жидкость поступает в гидроаккумулятор через обратный клапан 21. Давление в системе повышается по мере заполнения ею гидроаккумулятора и сжатия полости, заполненной азотом. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто давление выключения насоса. Давление в гидроаккумуляторе удерживается посредством обратного клапана 21 и направляется через канал в гидравлическом блоке в корпус кулачковой муфты. Для отключения стабилизатора, электромагнитные клапаны 2 и 4 передвигают золотники. Стабилизатор активируется при обесточивании электромагнитных клапанов. Блок управления стабилизаторами обрабатывает сигналы, поступающие от датчика давления, датчиков состояния стабилизаторов, кнопки управления стабилизаторами, датчика скорости автомобиля, датчика поперечного ускорения, датчиков режима работы трансмиссии. По результатам обработки данных датчиков блок управления вырабатывает командные сигналы для исполнительных устройств, что позволяет регулировать жесткость стабилизатора поперечной устойчивости [3].
В результате рассмотрения конструкции адаптивного стабилизатора поперечной устойчивости можно сделать вывод, что применение данного механизма в современных автомобилях весьма перспективно. Применение данного механизма способствует повышению устойчивости, комфортности и проходимости автомобиля в различных условиях эксплуатации без существенных конструктивных доработок.
Список использованных источников:
1. Вахламов, В.К. Автомобили. Конструкция и элементы расчета: учебник для высших учеб. заведений / В.К. Вахламов - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 232 с.
2. Все про адаптивные подвески [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://auto.mail.ru/article/54892ya_sdelayu_eto_sama_vse_pro_adaptivnye_podveski/
3. Устройство автомобиля. Отключаемые стабилизаторы поперечной устойчивости [Электронный ресурс]. - Режим доступа: кйр;//и81го181уо-
avtomobilya.ru/podveska/otklyuchaemy-e-stabilizatory-poperechnoj-ustojchivosti/
