Зачем двигателю опоры с интеллектуальным управлением

0 0

Активные опоры применяются в системе динамической подвески двигателя. Они улучшают ходовые качества автомобиля при динамичном движении за счет жесткого соединения двигателя с рамой, а при обычной езде гасят вибрации и повышают комфорт езды.

Для гашения вибраций, возникающих при работе двигателя, используются резинометаллические опоры двигателя. Они одновременно поддерживают двигатель и изолируют его от кузова. Жесткость таких простых опор рассчитывается исходя из средней частоты возникающей вибрации. Соответственно, удовлетворительно они работают только на определенном режиме работы двигателя, а на других режимах опоры перестают выполнять свои функции и передают вибрации на кузов, а на определенных частотах могут даже способствоапть возникновению резонанса.

Современные двигатели работают с отключением цилиндров, повышенной компрессией и понижением частоты вращения, а значит возможно увеличение вибрации, которая не должна передаваться на кузов. Таким образом, требования к опорам двигателя становятся все более высокими, ведь они обеспечивают не только максимальный комфорт в салоне автомобиля (т. е. минимальный шум и вибрацию), но и способствуют экономии топлива, а также сохранению динамики движения.

Двигатель никогда не вибрирует равномерно. Когда автомобиль движется на различных режимах, возникают вибрации и шумы, которые значительно отличаются от вибраций на холостом ходу, что, соответственно, требует изменения параметров подвески двигателя. Поэтому обычные подушки двигателя всегда представляют собой компромисс: либо идеальное демпфирование на холостых оборотах, либо при движении автомобиля. В целом это среднее между демпфированием (затуханием колебаний) и виброизоляцией.

Для современных автомобилей разрабатываются активные опоры двигателя у которых изоляционная характеристика рассчитывается электронным блоком управления и преобразуется исполнительным механизмом таким образом, чтобы вибрация любой частоты не передавалась на кузов автомобиля.

Активные опоры двигателя применяют Audi, Honda, Hyundai, Jaguar, Nissan, Porsche, Toyota. Актуальность их применения резко повысилась с внедрением системы отключения цилиндров, при включении которой вибрация значительно возрастает. Такие опоры устанавливаются, как правило, попарно и могут использоваться совместно с резинометаллическими и гидравлическими.

Конструктивно активная опора двигателя объединяет непосредственно опору и ее электронную систему управления. В зависимости от физического принципа действия различают магнитореологические, электровакуумные и электромагнитные активные опоры.

Наиболее совершенной считается магнитореологическая опора, которая устанавливается на ряд моделей автомобиля Porsche (у Porsche она называется динамическая опора). Ее применение позволяет улучшить динамику автомобиля за счет увеличения жесткости связи двигателя с кузовом, увеличить тягу благодаря контролю вертикальных перемещений двигателя и трансмиссии, а также улучшить плавность хода, управляя низкочастотными вибрациями двигателя.

Зачем двигателю опоры с интеллектуальным управлением

В такой активной опоре используется свойство магнитореологической жидкости изменять вязкость под воздействием магнитного поля. Чем сильнее магнитное поле, тем выше сопротивление жидкости и соответственно больше жесткость опоры. Для улучшения динамики автомобиля опора в нужный момент становиться максимально жесткой, а для гашения шума и вибраций при обычном стиле езды — «мягкое» соединение двигателя с кузовом.

Для управления активной опорой используется электронная система, которая использует информацию, которую получает от различных датчиков: положения дроссельной заслонки, скорости движения, частоты вращения коленчатого вала двигателя, температуры охлаждающей жидкости, положения рулевого колеса и др.

На основании входных сигналов датчиков электронный блок управления производит расчет по записанной программе и подает напряжение на электромагнитную катушку для изменения жесткости опоры двигателя.

При различных динамических нагрузках (боковых, вертикальных, продольных) жесткость каждой опоры в отдельности увеличивается до уровня, обеспечивающего максимальную динамику автомобиля. При переходных процессах в движении (запуск двигателя, резкое открытие дроссельной заслонки, торможение, переключение передач), а также при движении по неровной дороге, опора становится мягкой. Этим достигается снижение уровня вибраций и повышение комфорта на всех режимах работы двигателя.

На автомобилях Toyota (Lexus) для уменьшения вибраций двигателя на холостом ходу применяется электровакуумная опора. Конструктивно она объединяет гидравлическую и воздушную камеры, разделенные диафрагмой. К воздушной камере с помощью электромагнитного клапана поочередно подводится вакуум из впускного коллектора или воздух из атмосферы. Изменение давления в воздушной камере приводит к вибрациям опоры.

На основании сигнала датчика частоты вращения коленчатого вала, электронный блок управления генерирует вибрации опоры в противофазе к вибрациям двигателя. Происходит наложение колебаний, и вибрации двигателя на холостом ходу гасятся. С началом движения автомобиля электромагнитный клапан перекрывает вакуумный канал, и активная опора двигателя начинает работать как обычная гидравлическая.

Для гашения вибраций при активации системы отключения цилиндров на автомобилях компании Audi, Honda используют электромагнитные опоры двигателя.

Зачем двигателю опоры с интеллектуальным управлением

Электромагнитная опора двигателя выполнена в виде гидравлической камеры с подвижной диафрагмой, соединенной с электромагнитной катушкой. Края катушки входят в постоянный магнит. При подаче напряжения катушка перемещается вверх, увлекая за собой диафрагму, а при снятии напряжения – опускается. Движения диафрагмы вверх-вниз заставляют опору вибрировать.

Управление работой опоры также осуществляет электронная система. Датчик (акселерометр), расположенный в опоре, фиксирует вибрации двигателя, которые передаются на кузов и направляет сигналы в электронный блок управления опор.

В соответствии с заложенной программой, учитывая частоту вращения коленчатого вала, блок формирует управляющие сигналы на катушки опор, которые генерируют вибрации с определенной амплитудой и частотой в противофазе к вибрациям двигателя, гася их.

Источник: naukatehnika.com
Оставить комментарий

Мы используем файлы cookie. Продолжив использование сайта, вы соглашаетесь с Политикой использования файлов cookie и Политикой конфиденциальности Принимаю

Privacy & Cookies Policy