מתלי רכב אדפטיביים

המאמר מתאר את עקרון הפעולה של ההשעיה האדפטיבית של מכונית, את היתרונות והחסרונות, כמו גם את המכשיר. הדגמים העיקריים של מכונות שבהם נמצאים המנגנון ועלות התיקונים מצוינים. בסוף המאמר סקירת וידאו של עקרון הפעולה של המתלה האדפטיבי המאמר מתאר את עקרון הפעולה של המתלה האדפטיבי של מכונית, את היתרונות והחסרונות וכן את המכשיר. הדגמים העיקריים של מכונות שבהם נמצאים המנגנון ועלות התיקונים מצוינים. בסוף המאמר יש סקירת וידאו של עקרון הפעולה של המתלה האדפטיבי.

המתלה של מכונית נחשב לאחד המרכיבים העיקריים האחראים על הנוחות ויכולת התנועה. ככלל, מדובר בשילוב של אלמנטים שונים, צמתים ואלמנטים, שלכל אחד מהם תפקיד חשוב. לפני כן, כבר שקלנו תמוכות מקפרסון, רב-חוליות וקורה פיתול, אז יש למה להשוות ולהבין כמה נוחות עדיפה או גרועה, תיקונים זולים או יקרים, כמו גם עד כמה המתלים וה עקרון הפעולה קבוע.

מהו השעיה אדפטיבית

מהשם עצמו, שהמתלים אדפטיביים, מתברר שהמערכת יכולה אוטומטית או פקודות מחשב על הסיפון לשנות מאפיינים מסוימים, פרמטרים ולהתאים לדרישות הנהג או פני הכביש. עבור יצרנים מסוימים, גרסה זו של המנגנון נקראת גם חצי פעילה.

המאפיין העיקרי של המנגנון כולו הוא מידת השיכוך של הבולמים (מהירות שיכוך רעידות ומזעור העברת זעזועים לגוף). האזכור הראשון של מנגנון ההסתגלות ידוע מאז שנות ה-50 של המאה ה-20. לאחר מכן החלו היצרנים להשתמש בתמוכות הידרופנאומטית במקום בולמים וקפיצים מסורתיים. הבסיס היה צילינדרים הידראוליים ומצטברים הידראוליים בצורת כדורים. עקרון הפעולה היה די פשוט, עקב שינוי בלחץ הנוזל, השתנו הפרמטרים של הבסיס והשלדה של המכונית.

המכונית הראשונה שבה התגלתה מתלה הידרופנאומטית הייתה סיטרואן, שיצאה בשנת 1954.

מאוחר יותר נעשה שימוש באותו מנגנון למכוניות DS, והחל משנות ה-90 הופיע המתלה Hydractive, המשמש ומשופר על ידי מהנדסים עד היום. באמצעות הוספת מערכות בקרה אלקטרוניות ואוטומטיות ניתן להתאים את המנגנון עצמו למשטח הכביש או לסגנון הנהיגה של הנהג. לפיכך, ברור שהחלק העיקרי של מנגנון ההסתגלות הנוכחי הם מתלים אלקטרוניים ומתלים הידרופנומטיים שיכולים לשנות מאפיינים בהתבסס על חיישנים שונים וניתוח של המחשב המובנה.

איך מתלים אדפטיביים של המכונית

בהתאם ליצרן, המתלים והרכיבים עשויים להשתנות, אך ישנם גם אלמנטים שיהיו סטנדרטיים עבור כל האפשרויות. בדרך כלל, סט זה כולל:

• יחידת שליטה אלקטרונית;
• מתלים אקטיביים (מתלים מתכווננים לרכב);
• מוטות נגד גלגול עם פונקציה מתכווננת;
• מגוון חיישנים (חספוס כביש, גלגול גוף, מרווח ואחרים).

לכל אחד מהפריטים המפורטים יש אחריות משמעותית לפונקציונליות של מערכת האוטומציה האדפטיבית. לב המנגנון הוא יחידת בקרת המתלים האלקטרונית של המכונית, הוא זה שאחראי על בחירת המצב והגדרת מנגנונים בודדים. ככלל, הוא מנתח מידע שנאסף מחיישנים שונים, או מקבל פקודה מיחידה ידנית (בורר הנשלט על ידי הנהג). בהתאם לסוג האות המתקבל, התאמת הקשיחות תהיה אוטומטית (במקרה של איסוף מידע מחיישנים) או מאולצת (על ידי הנהג).

המהות של מוט מייצב מתכוונן אלקטרונית זהה למוט נגד גלגול קונבנציונלי, ההבדל היחיד הוא היכולת להתאים את דרגת הקשיחות על פי פקודה מיחידת הבקרה. זה עובד לעתים קרובות ברגע של תמרון המכונית, ובכך מפחית את גלגול הגוף. יחידת הבקרה מסוגלת לחשב אותות באלפיות שניות, מה שמאפשר להגיב באופן מיידי לממורות כביש ולמצבים שונים.

חיישני בסיס אדפטיביים לרכב הם בדרך כלל מכשירים מיוחדים שמטרתם למדוד ולאסוף מידע ולהעבירו ליחידת הבקרה המרכזית. למשל, חיישן האצת רכב אוסף נתונים על איכות המכוניות היקרות, וברגע גלגול הגוף הוא עובד ומעביר מידע ליחידת הבקרה.

החיישן השני הוא חיישן מהמורות דרך, הוא מגיב למהמורות ומעביר מידע על הרעידות האנכיות של גוף המכונית. רבים מחשיבים אותו כעיקרי, שכן הוא אחראי להתאמת המתלים לאחר מכן. לא פחות חשוב הוא חיישן תנוחת הגוף, הוא אחראי על המיקום האופקי ובמהלך תמרונים מעביר נתונים על נטיית הגוף (בעת בלימה או האצה). לעתים קרובות במצב זה, גוף המכונית נשען קדימה בזמן בלימה חזקה או אחורה בזמן האצה קשה.

כפי שמוצג, תמוכות מתלים אדפטיביות מתכווננות

הפרט האחרון של המערכת האדפטיבית הוא מתלים מתכווננים (פעילים). אלמנטים אלה מגיבים במהירות למשטח הכביש, כמו גם לסגנון המכונית. על ידי שינוי לחץ הנוזל בפנים, משתנה גם קשיחות המתלה בכללותה. מומחים מבחינים בין שני סוגים עיקריים של ברק פעיל: עם נוזל ריאולוגי מגנטי ועם שסתום אלקטרומגנטי.

הגרסה הראשונה של מתלים פעילים מלאה בנוזל מיוחד. הצמיגות של נוזל יכולה להשתנות בהתאם לחוזק השדה האלקטרומגנטי. ככל שההתנגדות של הנוזל למעבר דרך השסתום גדולה יותר, כך בסיס המכונית יהיה קשיח יותר. תמוכות כאלה משמשות ברכבי Cadillac ושברולט (MagneRide) או Audi (Magnetic Ride) תמוכות שסתום סולנואיד משנות את קשיחותן על ידי פתיחה או סגירה של שסתום (שסתום בחתך משתנה). בהתאם לפקודה מיחידת הבקרה, הקטע משתנה, ונוקשות המתלים משתנה בהתאם. סוג זה של מנגנון ניתן למצוא במתלים של רכבי פולקסווגן (DCC), מרצדס בנץ (ADS), טויוטה (AVS), אופל (CDS) ו-BMW (EDC).

איך מתלים אדפטיביים לרכב עובדים

זה דבר אחד להבין את היסודות של מתלים אדפטיביים, ודבר אחר לגמרי להבין איך זה עובד. אחרי הכל, עיקרון הפעולה הוא זה שייתן מושג לגבי האפשרויות ומקרי השימוש. ראשית, קחו בחשבון את האפשרות של בקרת מתלים אוטומטית, כאשר המחשב המובנה ויחידת הבקרה האלקטרונית אחראים על רמת הקשיחות וההגדרות. במצב כזה, המערכת אוספת את כל המידע מחיישני הפינוי, התאוצה ושאר החיישנים, ולאחר מכן מעבירה הכל ליחידת הבקרה.

הסרטון מציג את עקרון הפעולה של המתלים האדפטיביים של פולקסווגן

האחרון מנתח את המידע ומסיק מסקנות לגבי מצב פני הכביש, סגנון הנהיגה של הנהג ומאפיינים נוספים של המכונית. על פי המסקנות, הבלוק משדר פקודות להתאמת קשיחות התמוכות, שליטה על מוט הגלגול וכן אלמנטים נוספים האחראים לנוחות בתא הנוסעים ומקושרים לעבודת הבסיס האדפטיבי של הרכב. יש להבין שכל האלמנטים והפרטים קשורים זה בזה ופועלים לא רק כדי לקבל פקודות, אלא גם כדי להגיב למצב, פקודות שנפתרו והצורך בתיקון צמתים מסוימים. מסתבר שהמערכת, מלבד העברת פקודות מתוכנתות, גם לומדת (מסתגלת) לדרישות הנהג או לחוסר אחידות הדרך.

שלא כמו בקרה אוטומטית של ההשעיה האדפטיבית של המכונה, שליטה ידנית שונה בעיקרון הפעולה. מומחים מבחינים בשני כיוונים עיקריים: הראשון, כאשר הקשיחות נקבעת על ידי הנהג בכוח על ידי התאמת המתלים (באמצעות הרגולטורים במכונית). האפשרות השנייה היא חצי ידנית או חצי אוטומטית, שכן בתחילה המצבים מחוברים לבלוק מיוחד, והנהג צריך רק לבחור את מצב הנהיגה. לכן, האלקטרוניקה של המתלים האדפטיביים שולחת פקודות למנגנונים כדי להגדיר את קשיחות המנגנון. במקביל, המידע מהחיישנים נקרא באופן מינימלי, לרוב משמש להתאמת הפרמטרים הזמינים כך שהבסיס יהיה נוח ככל האפשר לתנאי כביש מסוימים. בין מצבי ההגדרה הנפוצים ביותר הם: רגיל, ספורטיבי, נוח לכבוי -נהיגת כביש.

יתרונות וחסרונות של מתלים אדפטיביים לרכב

לא משנה עד כמה המנגנון מסודר בצורה אידיאלית, תמיד יהיו צדדים חיוביים ושליליים (פלוס ומינוס). ההשעיה הסתגלותית של מכונית אינה יוצאת דופן, למרות העובדה שמומחים רבים מדברים רק על היתרונות של מנגנונים.

יתרונות וחסרונות של מתלים אדפטיביים לרכב
יתרונות	פגמים
חלקות ריצה מעולה	עלות ייצור גבוהה
טיפול טוב במכונית (גם בכביש גרוע)	עלות גבוהה של תיקון ותחזוקה של מתלים
אפשרות לשנות את השטח הפנוי של המכונית	מורכבות עיצובית
התאמה לתנאי הדרך	מורכבות התיקון
בחירת מצב נהיגה	החלפת זוגות של אלמנטים הידרופנאומיים על סרנים
חיי שירות ארוכים של אלמנטים הידרופנומטיים (כ-25 ק"מ)	-

אנו רואים שהבעיה העיקרית של הבסיס האדפטיבי של המכונית היא העלות הגבוהה של תחזוקה, תיקון וייצור שלה. בנוסף, העיצוב הוא לא הכי פשוט. כשל של אחד החיישנים ישפיע מיד על הנוחות והתאמת המנגנון. יתרון גדול הוא האלקטרוניקה, המגיבה בשבריר שנייה, וכך נוצרת תנאים אידיאליים לתפקוד תקין של מרכב המכונית.

ההבדלים העיקריים של ההשעיה האדפטיבית

בהשוואה בין התקן המתלים האדפטיבי שתואר לעיל ואחרים, כגון תמוכות רב-חיבוריות או מקפרסון, ניתן להבחין בהבדלים גם ללא כישורים מיוחדים בתחום עיצוב הרכב. לדוגמה, בעוד שהמקפירסון נוחה, הנוסעים במכונית יחוו את ההצטלבות של מדרכה טובה ורע. הטיפול במתלה כזה בכביש גרוע אובד ולא תמיד הוא הטוב ביותר במקרה של נסיעה בשטח.

לגבי הסתגלות, הנהג, למעשה, עלול לא להבין מתי המכונית נכנסה לכביש במצב גרוע. המערכת מתכווננת במהירות הבזק, משנה את תנאי השליטה ואת קשיחות המתלים. החיישנים הופכים רגישים יותר, והמתלים מגיבים מהר יותר לפקודות מיחידת הבקרה האלקטרונית.

בהתאם לפריסת המנגנון, בנוסף למתלים ספציפיים, המערכת נבדלת על ידי חיישנים רבים, פריסת החלקים עצמם, כמו גם מראה מגושם שקל להבחין בו כאשר מסתכלים על ההגה של מכונית. ראוי לציין כי ההשעיה של מכונית כזו מתפתחת כל הזמן, ואין זה הגיוני לדבר על עיצוב ספציפי או הבדלים. מהנדסים מיצרנים שונים לוקחים בחשבון את החסרונות, מפחיתים את העלות של חלקים יקרים, מגדילים את חיי השירות ומרחיבים את היכולות. אם אנחנו מדברים על קווי דמיון עם מתלים ידועים אחרים, אז המערכת האדפטיבית מתאימה ביותר לעיצובים מרובי קישורים או כפולים.

אילו מכוניות מצוידות במתלים אדפטיביים

מציאת מכונית עם מתלים אדפטיביים היא הרבה יותר קלה היום מאשר לפני 10 שנים. אנו יכולים לומר שמכוניות פרימיום או רכבי שטח רבים מצוידים במנגנון דומה. כמובן שזה יתרון לעלות המכונית, אבל גם יתרון לנוחות והתנהגות. בין הדגמים הפופולריים ביותר:

• טויוטה לנד קרוזר פראדו
• אאודי K7;
• BMVH5;
• מרצדס-בנץ GL-Class;
• פולקסווגן טוארג;
• ווקסהול מובנו;
• ב.מ.וו סדרה 3;
• לקסוס GX460;
• פולקסווגן קרווול.

באופן טבעי, זו הרשימה המינימלית של מכוניות שניתן למצוא ברחוב בכל עיר. בזכות איכויות הנוחות המעולות ויכולת ההסתגלות שלו לכביש, הבסיס האדפטיבי הופך לפופולרי יותר ויותר.

תוכנית ההתקן של ההשעיה האדפטיבית של המכונית

 

1. חיישן סרן קדמי;
2. חיישן מפלס הגוף (קדמי משמאל);
3. חיישן האצת גוף (קדמי משמאל);
4. מקלט 2;
5. חיישן מפלס, אחורי;
6. בולם סרן אחורי;
7. חיישן האצת גוף, אחורי;
8. מקלט 1;
9. יחידת בקרה להשעיה אדפטיבית;
10. כפתור בקרת מרווח בתא המטען של המכונית;
11. יחידת אספקת אוויר עם בלוק שסתום;
12. חיישן תאוצת גוף, קדמי ימין;
13. חיישן מפלס קדמי ימני.

אפשרויות הפירוק העיקריות ומחיר חלקי מתלים

כמו כל מנגנון, השעיה כזו נכשלת לאורך זמן, במיוחד בהינתן התנאים הקפדניים של פעולתו. קשה מאוד לחזות מה בדיוק ייכשל במנגנון כזה, לפי מקורות שונים, מתלים, כל מיני אלמנטים מחברים (צינורות, מחברים ותותבי גומי), כמו גם חיישנים שאחראים על איסוף מידע, נשחקים מהר יותר.

כשל אופייני של הבסיס האדפטיבי של המכונה יכול להיות שגיאות חיישן שונות. בתא הנוסעים מרגישים אי נוחות, רעשים ואפילו את כל המהמורות בשטח הכביש. תקלה אופיינית נוספת עשויה להיות המרווח הנמוך של המכונית, שאינו מתכוונן. ברוב המקרים מדובר בכשל של מסגרות, צילינדרים או מיכלי לחץ ניתנים להתאמה. במכונית פשוט תמיד יזלזל, ולא ידברו בכלל על נוחות והתנהגות.

בהתאם להתמוטטות המתלים האדפטיביים של המכונית, גם מחיר חלקי החילוף לתיקונים יהיה שונה. החיסרון הגדול הוא שתיקון מנגנון כזה הוא דחוף, ואם מתגלה תקלה יש לתקן אותה בהקדם האפשרי. בגרסאות הקלאסיות והנפוצות ביותר, כשל בבולמי זעזועים או חלקים אחרים מאפשר לך לנהוג עוד זמן מה ללא תיקון. כדי להבין כמה יעלו תיקונים, שקול את המחירים עבור החלקים העיקריים של אודי Q7 2012.

עלות חלקי מתלים אדפטיביים אאודי Q7 2012
שם	מחיר מ, לשפשף.
בולמי זעזועים קדמיים	16990
בולמים אחוריים	17000
חיישן גובה נסיעה	8029
שסתום לחץ מתלה	1888 גרם

המחירים אינם הנמוכים ביותר, למרות שנאמר כי חלקים מסוימים ניתנים לתיקון. לכן, לפני שנגמר לכם לקנות חלק חדש ואם אתם רוצים לחסוך כסף, חפשו באינטרנט אם תוכלו להחזיר אותו ל"מצב קרבי". על פי הסטטיסטיקה ובהתחשב במשטח הכביש, בולמי זעזועים וחיישנים אדפטיביים נכשלים לעתים קרובות. בולמי זעזועים עקב כל מיני נזקים ופגיעות, חיישנים לעיתים קרובות יותר עקב תנאי הפעלה בבוץ וטלטולים תכופים, בכביש לא טוב.

על פי הבסיס האדפטיבי המודרני של המכונית, ניתן לומר שמצד אחד מדובר בבחירה אידיאלית לנוחות ולנהיגה. מצד שני, תענוג יקר מאוד שדורש קצת טיפול ותיקונים בזמן. בסיס כזה ניתן למצוא לרוב במכוניות יקרות ופרמיום, בהן הנוחות היא החשובה ביותר. לטענת נהגים רבים, מנגנון זה אידיאלי לנסיעות שטח, למרחקים ארוכים או כאשר שקט בפנים הרכב שלך הכרחי מאוד.

סקירת וידאו של עקרון הפעולה של ההשעיה האדפטיבית: