Moderne Aufhängungssysteme für Kraftfahrzeuge und ihre Prüfverfahren

2. Aufhängungssysteme

Die Rolle von Federkomponenten in herkömmlichen Aufhängungen erfüllt im Allgemeinen Schraubenfedern (seltener Torsionsstäbe und Blattfedern) . Dieses element hat Konstante Federkennlinie. Unabhängige Art der Federung-McPherson Strebe ist auf Abb. 1.

Um den immer anspruchsvolleren Anforderungen gerecht zu werden, sind moderne Fahrwerkssysteme in der Tat zu hochkomplexen mechatronischen Einheiten geworden, die es ermöglichen, Parameter von Vibroinsulationssystemen zu ändern. Betätigungselemente ermöglichen die Einstellung von Parametern, die beispielsweise mit Steifigkeit innerhalb eines bestimmten Wertebereichs verbunden sind., Ein Beispiel für eine solche Lösung ist eine zusätzliche hydroaktive Aufhängungszone, die mit der hydraulischen Aufhängung der gegebenen Fahrzeugachse gekoppelt oder entkoppelt werden kann. Die typischste Lösung besteht jedoch darin, die Dämpfungsparameter zu ändern. Man kann die kontinuierliche Entwicklung von semi-aktiven, aktiven und adaptiven Aufhängungssystemen beobachten (Abb. 2). Im Gegensatz zu passiven Fahrwerkssystemen ermöglichen alle vorgenannten Typen die Anpassung der Fahrwerksparameter an individuelle Straßenbedingungen und Fahrstile., Fahrwerkskontrollsysteme passen die Eigenschaften von elastischen und dämpfenden Komponenten an voreingestellte Kriterien wie Komfort oder Sportfahrmodi an.

Die Anwendung verschiedener Fahrwerkskonstruktionslösungen beeinflusst viele signifikante Parameter, von denen einer die freie Vibrationsfrequenz des Systems ist., Bei einem System mit klassischer passiver mechanischer Federung (Federung) nimmt die freie Schwingungsfrequenz des Systems mit steigender Last ab. Bei pneumatischen Aufhängungssystemen (konstante Gasvolumenfedern) nimmt auch die Frequenz ab, wenn die Last in einem System mit einer solchen Feder zunimmt, jedoch nicht so stark wie in dem genannten System – Abb. 3.

Bei mechanischen Aufhängungssystemen steigt mit zunehmender Belastung die statische Kompression des elastischen Elements, während bei Gesamtbelastung der Bereich des verfügbaren Radweges bei Kompression verringert wird (siehe Abb. 4), wobei dies einer der größten Nachteile ähnlicher Aufhängungssysteme ist., Daher benötigt man typischerweise progressive Eigenschaften, um in Federfedersystemen erhalten zu werden, was durch geeignete Konstruktionslösungen (zwei parallele Federn usw.) erreicht wird.).

Um Kräfte in einem System aus Aufhängung eines Kraftfahrzeugs steuern und erzeugen zu können, muss man komplizierte Regelalgorithmen anwenden (Regelungsprinzipien, wie z.B. SkyHook, die Dämpfungsparameter so optimieren, dass sie dem Kriterium der Geschwindigkeitsreduzierung für gefederte Massen entsprechen)., Was diese Lösungen einschränkt, ist die Zeitverzögerung (Trägheit) der Betätigungselemente des mechatronischen Systems.

Unter den fortschrittlichsten Lösungen, die in aktiven Aufhängungssystemen angewendet werden, sollte MPCD (Model Predictive Controller) hervorgehoben werden, dessen Steueralgorithmus Informationen über das Straßenprofil verwendet (spezielle Sensoren ermöglichen die Profilkalibrierung für die Straße vor dem Fahrzeug), und diese Art von Informationen ermöglicht es, die Parameter des Aufhängungssystems rechtzeitig mit der Eingabefunktion zu berechnen und abzugleichen.

Steuerbare Lösungen basieren typischerweise auf mechatronischen Systemen, die den Betrieb von Stoßdämpfern einstellbarer Eigenschaften steuern (Stoßdämpfer mit einem Steuerventil, das den Flüssigkeitsstrom durch sogenannte Nebenpässe oder solche, die magnetorheologische Flüssigkeit verwenden, einstellt)., Die Lösung, die darin besteht, Aufhängungssysteme mit einstellbaren Parametern zu verwenden, erhöht die Komplexität des mechanischen Aufhängungssystems (Stoßdämpfer, Feder und Aufhängungsarme) nicht wesentlich. Einige Beispiele für diese Lösung sind die folgenden Stoßdämpfer:

• Sachs CDC (Continuous Damping Control), auch bekannt als Skyhook-oder IDS und verwendet in Autos von Marken wie WV, BMW, GM, Opel, Fiat, Porsche, Ferrari, Maserati., Diese Lösung basiert auf einem elektronischen System zur einstellbaren Schwingungsdämpfung mittels Stoßdämpfern mit zwei Magnetventilen (die eine separate Steuerung von Kompression und Spannung gewährleisten).

• Bilstein-ADS (Adaptive Damping Control) – Lösung von Mercedes-Benz Modellen wie der S -, E -, CLS-und SL, CL, SLK. Es stützt sich auch auf das elektronische System der einstellbaren Schwingungsdämpfung mittels Stoßdämpfern mit Magnetventilen.

• Monroe CES (Continuously Controlled Electronic Suspension) – auch bekannt als Vier-C verwendet und in Volvo S60R/V70R und S80., Diese Lösung basiert auch auf dem elektronischen System der einstellbaren Schwingungsdämpfung mit Stoßdämpfern mit Magnetventilen.

• Delphi Magnetirid-Lösung, die allgemein als magnetische Fahrsteuerung bezeichnet wird und in Autos der GM Corporation sowie in Chevrolet Corvette verwendet wird. Es basiert auf der Nutzung der Eigenschaften der magnetorheologischen Flüssigkeit. Unter dem Einfluss des Magnetfeldes passt das System seine physikalischen Eigenschaften an und ermöglicht so eine einstellbare Einstellung der Dämpfungsparameter des Stoßdämpfers in einer Zeit von weniger als 1 ms., Anstelle des Magnetventils verfügt diese Lösung über einen Satz von Kanälen mit geeignetem Durchmesser, die zur Versorgung der magnetorheologischen Flüssigkeit verwendet werden. Die Steuerung des Stoßdämpferbetriebs ist nicht kompliziert, da die Abhängigkeit zwischen der Dämpfungskraft und dem Intensitätswert des Stroms, der das Magnetfeld erzeugt, tatsächlich linear ist. Der Bereich der Änderungen ist beträchtlich groß und ermöglicht es, eine Kraft zu erzeugen, die 14-mal höher ist als die, die unter Nullversorgungsbedingungen erzeugt wird.

• Kayaba DRC (Dynamic Ride Control) – Lösung verwendet, Audi RS6 Quattro., Es basiert auf einer hydraulischen Kupplung zwischen Stoßdämpfern einzelner Räder und Ventilen, die den Flüssigkeitsfluss steuern.

• PDC (Pneumatic Damping Control) Stoßdämpfer verwendet in Audi Allroad. Diese Lösung ist von der spezifischen Konstruktion unter der Annahme bekannt, dass Parameter der pneumatischen Federungsfederregeleinstellungen der entsprechenden Stoßdämpfereigenschaften. Der Luftdruck der Federfeder passt die Einstellungen des speziellen PDC-Ventils an, das im Stoßdämpfer installiert ist.,

Es gibt auch noch mehr erweiterte Systeme, die auf Lösungen basieren, die auf pneumatischen oder hydraulischen Systemen basieren. Pneumatische Aufhängungssysteme sind in solchen Automodellen installiert wie:

* Jaguar XJ mit dem CATS-System (Computer Active Technology Suspension). Mercedes-Benz Modelle E und S mit dem AIRmatic-Federungssystem ausgestattet,

* Volkswagen Phanteon mit dem 4CL-System.

Bei den oben genannten Lösungen arbeitet eine konstante Gasvolumenfeder (die die Einstellung des Fahrzeugspiels sowohl während der Fahrt als auch beim Anhalten ermöglicht) mit Stoßdämpfern mit einstellbaren Dämpfungseigenschaften zusammen.,

Die Gasmasse in Gasfedern, die in hydropneumatischen Aufhängungssystemen in Personenkraftwagen verwendet werden, ist konstant. Diese Lösung wurde hauptsächlich von Citroen in folgenden Modellen verwendet:

• BX, XM, Xantia und optional in C5 und C6.

Diese Aufhängungssysteme verwenden konstante Gasmassenfedern, die mit Hydraulikzylindern zusammenarbeiten. Druckgeregelte Elemente des hydraulischen Aufhängungssystems ermöglichen die Einstellung des Fahrzeugabstandswertes.