2. Veersystemen
de rol van veercomponenten in conventionele ophangingen vervult in het algemeen schroefveren (minder vaak torsiestaven en bladveren) . Dit element heeft constante veereigenschappen. Onafhankelijk type vering-McPherson strut wordt op de vijg getoond. 1.
Fig. 1., Conventionele onafhankelijke ophanging-McPherson strut
om te voldoen aan de steeds veeleisender eisen, zijn hedendaagse auto-veersystemen in feite zeer complexe mechatronische eenheden geworden die het mogelijk maken parameters van vibro-isolatiesystemen te veranderen. Bedieningselementen maken het mogelijk om parameters aan te passen die bijvoorbeeld met stijfheid zijn verbonden binnen een specifiek bereik van waarden., Een voorbeeld van een dergelijke oplossing is een extra hydroactieve zone van het veersysteem die kan worden gekoppeld of ontkoppeld met de hydraulische ophanging van de gegeven as van het voertuig. Echter, de meest typische oplossing bestaat uit het veranderen van demping parameters. Men kan continue evolutie van semi-actieve, actieve en adaptieve ophangingssystemen waarnemen (Fig. 2). In tegenstelling tot passieve veersystemen, maken alle bovengenoemde types het mogelijk om de veerparameters aan te passen aan individuele wegomstandigheden en rijstijlen., Veerbesturingssystemen passen de eigenschappen van elastische en dempende componenten aan op vooraf ingestelde criteria, zoals bijvoorbeeld comfort of sportieve rijmodi.
Fig. 2. Ophangsystemen voor auto ‘ s
a) passieve
b) Semi-actieve
c) actieve
toepassing van verschillende oplossingen voor het ontwerp van de ophanging beïnvloedt veel belangrijke parameters, waarvan er één vrij is van het systeem trillingsfrequentie., Bij een systeem met klassieke passieve mechanische ophanging (veer) neemt de vrije trillingsfrequentie van het systeem af naarmate de belasting stijgt. In pneumatische veersystemen (constante gasvolumeveren) neemt ook de frequentie af naarmate de belasting toeneemt in een systeem met een dergelijke veer, echter niet zo sterk als in het genoemde systeem – Fig. 3.
Fig. 3., Veranderingen in de frequentie van vrije trillingen bij verschillende ophangingssystemen
bij mechanische ophangingssystemen stijgt naarmate de belasting toeneemt, de statische compressie van het elastische element, terwijl in geval van totale belasting het bereik van de beschikbare wielslag bij compressie wordt verminderd (zie Fig. 4), een van de grootste nadelen van soortgelijke veersystemen., Daarom moet men meestal progressieve kenmerken te verkrijgen in veertype veersystemen, die wordt bereikt door middel van passende ontwerpoplossingen (twee parallelle veren enz.).
om krachten te kunnen regelen en genereren in een systeem dat de ophanging van een motorvoertuig omvat, moet men ingewikkelde regelalgoritmen toepassen (regelprincipes, zoals bijvoorbeeld SkyHook, die dempingsparameters optimaliseren om te voldoen aan het criterium van snelheidsvermindering voor geveerde massa ‘ s)., Wat bewijst om deze oplossingen te beperken is de vertraging (inertie) van de aandrijfelementen van het mechatronische systeem.
een van de meest geavanceerde oplossingen die in actieve ophangingssystemen worden toegepast, moet worden gewezen op MPCD (Model Predictive Controller) waarvan het besturingsalgoritme informatie over het wegprofiel gebruikt (speciale sensoren maken profielkalibratie voor de weg vóór het voertuig mogelijk), en dit soort informatie maakt het mogelijk om de parameters van het ophangingssysteem tijdig te berekenen en aan te passen aan de invoerfunctie.
Fig. 4., Veersysteem zonder a) mechanische en statische vervormingscompensatie b) pneumatische of hydropneumatische
regelbare oplossingen zijn doorgaans gebaseerd op mechatronische systemen die de werking van schokdempers met instelbare eigenschappen regelen (schokdempers met een regelklep die de vloeistofstroom door zogenaamde bypass of door magnetorheologische vloeistof regelt)., De oplossing die bestaat uit het gebruik van veersystemen van verstelbare parameters verhoogt niet significant de complexiteit van het mechanische veersysteem (schokdemper, veer en ophangarmen). Enkele voorbeelden van deze oplossing zijn de volgende schokdempers:
• Sachs CDC (Continuous demping Control), ook bekend als Skyhook of IDS en gebruikt in auto ‘ s van merken als WV, BMW, GM, Opel, Fiat, Porsche, Ferrari, Maserati., Deze oplossing is gebaseerd op een elektronisch systeem van instelbare trillingsdemping d.m. v. schokdempers met twee magneetventielen (voor een aparte regeling van compressie en spanning). * Bilstein ADS (Adaptive demping Control) – oplossing gebruikt door Mercedes-Benz in modellen zoals S, E, CLS en SL, CL, SLK. Het vertrouwt ook op het elektronische systeem van instelbare trillingsdemping door middel van schokdempers met magneetventielen.* Monroe CES (Continuous Controlled Electronic Suspension)-ook bekend als Four-C en gebruikt in Volvo S60R/V70R en S80., Deze oplossing is ook gebaseerd op het elektronische systeem van instelbare trillingsdemping met schokdempers met magneetventielen.
• Delphi MagnetiRide-oplossing die gewoonlijk wordt aangeduid als magnetische Ritcontrole en wordt gebruikt in auto ‘ s die door de GM corporation worden vervaardigd en in Chevrolet Corvette. Het is gebaseerd op het gebruik van eigenschappen van magnetorheologische vloeistof. Onder invloed van het magnetisch veld past het systeem zijn fysische eigenschappen aan, waardoor de dempingsparameters van de schokdemper in een tijd korter dan 1 ms instelbaar zijn., In plaats van de magneetventiel, deze oplossing beschikt over een reeks kanalen van de juiste diameter gebruikt om de magnetorheologische vloeistof te leveren. Controle van de schokdemper werking is niet ingewikkeld, omdat de afhankelijkheid tussen dempingskracht en de waarde van de intensiteit van de stroom die het magnetische veld genereert in feite lineair is. Het bereik van de veranderingen is aanzienlijk groot, en het maakt het mogelijk om kracht te genereren die 14 keer hoger is dan die gegenereerd onder nul-voedingsomstandigheden.
• Kayaba DRC (Dynamic Ride Control) – oplossing gebruikt in Audi rs6 Quattro., Het is gebaseerd op een hydraulische koppeling tussen schokdempers van afzonderlijke wielen en kleppen die de vloeistofstroom regelen.
• PDC (Pneumatic demping Control) schokdempers gebruikt in Audi Allroad. Deze oplossing is bekend van het specifieke ontwerp ervan uitgaande dat de parameters van de pneumatische veerveer controle instellingen van de overeenkomstige schokdemper kenmerken. De luchtdruk van de veerveer past de instellingen van de speciale PDC-klep in de schokdemper aan.,
er zijn ook nog meer uitgebreide systemen, waarbij gebruik wordt gemaakt van oplossingen op basis van pneumatische of hydraulische systemen. Pneumatische veersystemen zijn geïnstalleerd in automodellen als:
• Jaguar XJ met het CATS-Systeem (Computer Active Technology Suspension). Mercedes-Benz modellen E en S uitgerust met het AIRMATIC ophangsysteem,
• Volkswagen Phanteon met het 4CL systeem.
in de bovenstaande oplossingen werkt een veer met constant gasvolume (waardoor de afstand van het voertuig zowel tijdens het rijden als bij een stop kan worden ingesteld) samen met schokdempers met instelbare dempingseigenschappen.,
de massa van het gas in gasveren die worden gebruikt in hydropneumatische veersystemen die in passagiersvoertuigen zijn geïnstalleerd, is constant. Deze oplossing is voornamelijk gebruikt door Citroen in modellen als:
• BX, XM, Xantia en optioneel in C5 en C6.
deze veersystemen maken gebruik van veren met een constante gasmassa die samenwerken met hydraulische cilinders. Drukgestuurde elementen van het hydraulische veersysteem maken de instelling van de vrije ruimte van het voertuig mogelijk.