ПОДВЕСКИ

Технология производства современных подвесок достигла инженерного совершенства. Решительный прорыв произойдет только после начала массового применения электроники для управления характеристиками амортизаторов и благодаря характеристикам специальных жидкостей.

   Вот что случается, когда заднее колесо резко теряет сцепление с дорогой – задняя подвеска выстреливает, отдавая всю энергию, запасенную в сжатой пружине, создается опасность выброса пилота из седла – хайсайд (hiside). Так на мотоциклетном жаргоне называют «полет» водителя, взлетевшего в воздух во время ускорения на выходе из поворота. Одна из самых опасных и неприятных ситуаций. Ошибку может допустить пилот – это понятно, хуже, когда пилот все делал правильно, а все равно упал. «Подвеска была не настроена!» – крикнет он потом механикам.

   Давайте попробуем представить: мы – на скутере, на котором каждый день ездим на работу по городу, проезжая длинные участки брусчатки, но этим утром почему-то не чувствуем ни подскакиваний, ни вибраций. Переезжаем через «лежачего полицейского», и равновесие сразу же возвращается, без покачиваний.
   А вот еще одна фантазия: мы на агрессивном 1000-кубовом мотоцикле, готовы провести полдня на трассе: все неровности дороги по пути из дома остались незамеченными в седле и на руле, а на трассе мотоцикл также устойчив и решителен. Кажется, что подвески понимают наши сокровенные желания и требования! Это сон? Нет, это всего-навсего недалекое будущее мотоциклетных подвесок!

Подушки для пятой точки

   Если говоря простыми словами, то подвески выполняют функцию фильтра между водителем и дорогой. Этот фильтр должен обеспечить комфортность, то есть сглаживать вибрации и толчки от неровностей дороги, но при этом (для хорошей управляемости) он должен поддерживать контакт между колесом и поверхностью – то, что называется handling, или по-другому: «копирование дороги». Вся проблема в том, что это – взаимоисключающие требования.
   Амортизатор устроен очень просто. Цилиндрический корпус, заполненный маслом, внутри корпуса – поршень со штоком. Двигая шток, мы заставляем жидкость проходить через маленькие отверстия в поршне и в корпусе амортизатора. Чем быстрее пытаемся двигать поршень, тем большее сопротивление оказывает жидкость. В более изысканных подвесках параметры перепускных отверстий для масла изменяются с помощью клапанов, регулируемых снаружи отверткой. Корпус амортизатора может быть заполнен азотом под давлением – для предотвращения вспенивания масла.
   Все это, конечно же, обеспечивает как можно большую устойчивость мотоцикла. У традиционной подвески, будь то вилка или задний маятник, для этого совсем немного «оружия»: пружина, система преднатяга и амортизатор.

Из этих трех составляющих самый главный элемент – это, конечно же, амортизатор.

«Правильный» щелчок

   Регулировка амортизатора – это сложный вопрос (см. МД № 5' 2007). На самом деле, в традиционных системах не существует идеальной настройки, это просто компромисс противоположных требований: с одной стороны в чем-то выиграли, с другой – потеряли.
   Радость и гордость переполняют любого, кто думает, что сумел «отрегулировать» подвески мотоцикла. Регулировка подвесок – это, без сомнения, мотоциклетное явление: чтобы увидеть регулируемый амортизатор на автомобиле, нужно либо купить очень дорогой автомобиль, либо оказаться в мире автогонок.

Амортизаторы серии «Супербайк» во время регулировок в свободных испытаниях.

   На рисунке мы видим, как проблема поиска лучшего компромисса представлена двумя критическими точками: неровность дороги и интенсивное торможение. Мало демпфированная подвеска обеспечивает хорошее смягчение неровностей, но при этом возникает неприятное и опасное раскачивание колеса, а затем и всего мотоцикла. И наоборот, сильно задемпфированная подвеска гарантирует быстрое возвращение устойчивости, но ценой ощутимого спада комфортности преодоления неровностей.

Приземление во время соревнований по кроссу: здесь подвески подвергаются 
максимальным нагрузкам и их эффективность может решить исход гонок.

   Где же решение этой дилеммы? Здравый смысл подсказывает: «распусти» гидравлику, если хочешь комфортности, и «зажми» ее, если хочешь ехать на трек. К сожалению, решение не такое простое, и есть мотоциклисты, которые даже после двадцати лет гонок все еще ищут наиболее подходящий «щелчок». А если учесть что во время езды жидкость нагревается и амортизаторы меняют свое поведение, то поиск нужного щелчка – процесс бесконечный (фото 1).

«Умные» или «активные»

   Смогут ли инженеры прервать этот бесконечный процесс, создав умные или активные подвески? В этом вопросе – полная путаница. Лучше привести мысли в порядок. Начнем с того, что отбросим термин «умные подвески» (или «smart»): электронная подвеска может быть как очень умной, так и очень глупой, потому что она получает в наследство качества своего проектировщика и программиста...
   Термин «электронная» (или, правильнее сказать, «с электронным контролем») применяется для подвесок, у которых хотя бы одна характеристика (преднатяг, амортизация, жесткость) регулируется командами электронного блока. Главные категории подвесок с электронным контролем – это электроннорегулируемая, полуактивная, активная.

Обычно команды тратят четверг, пятницу и субботу (не считая разогрева в воскресенье), чтобы отрегулировать
 мотоциклы. Большую часть этого времени занимает поиск лучшей калибровки.

   Активной электронная подвеска называется в том случае, если она может добавлять энергию в подвеску (а не только рассеивать ее, как амортизатор). Активные подвески очень эффективны, но их вес, размеры и стоимость делают их дорогими и редкими. Кроме того, им нужна немалая мощность для работы, хотя такая проблема могла бы быть второстепенной на дорожных и суперспортивных мотоциклах с мощностью мотора близкой к 200 л.с. Но пока для мотоциклов нет даже мелкосерийного предложения по активным подвескам.

Идеальный алгоритм

   Таким образом, самыми многообещающими и интересными электронными подвесками по соотношению сложности, цены и эффективности являются полуактивные.
   Как мы поняли из графика, полуактивная подвеска, в сущности, способна свести к нулю проблему компромисса в регулировке амортизации: только она может предоставить оптимальное демпфирование в каждую долю секунды. Ни одна традиционная подвеска, даже самая изысканная, не может этого сделать.
   Чтобы создать хорошо работающую электронную подвеску, компании тратят годы на изыскания и расчеты алгоритмов в электронном блоке, которые не так легко создать. Другими словами: если можно будет научить электронный блок понимать каждую сотую секунды, какой режим выбирать, тогда получится почти идеальный мотоцикл. А если в алгоритме ошибка... что ж, тогда лучше хорошая, старая традиционная подвеска.
   А теперь посмотрим на доступные технологии. Самый простой и традиционный способ получить полуактивную подвеску – электро-гидравлическая технология: маленький клапан с электронным управлением открывает и закрывает отверстия, через которые проходит жидкость. Многообещающими и «неожиданными» являются и технологии на основе реологической жидкости: в таких подвесках изменение гидравлического усилия управляется не механически, а путем изменения вязкости жидкости амортизатора, путем модулирования магнитного или электрического поля. За несколько тысячных секунды можно изменить очень жидкую консистенцию на полупластичную и наоборот!

Три щелчка... мышки!

   Будущее подарят нам полуактивные подвески с тонкими алгоритмами контроля, которые будут электромагнитами тысячу раз за секунду регулировать вязкость реологической жидкости.

    

На фото вверху и на рисунке: реологическая жидкость поддерживается в вязком состоянии с помощью магнитного поля, генерируемого двумя элетромагнитами. Если отключить подачу напряжения, поле исчезнет и жидкость разжижжится. Используя такую жидкость в амортизаторе, можно изменять гидравлическое торможение с помощью изменения вязкости жидкости, а не диаметра классических отверстий.

   Но любителям «тюнинга» своего мотоцикла не стоит расстраиваться, розовое будущее есть и у них. Им нужен будет лишь ноутбук, чтобы отрегулировать амортизатор и вилку. Потому что будущее регулировки подвесок перейдет в руки хозяина с компьютером.
   Забудьте про механика, который добавляет или убирает один щелчок. С электронной подвеской под седлом (или рулем) у вас будет бесконечное число опций. Эпоха выбора среди 10 щелчков на сжатие и 10 на растяжение закончилась!
   Теперь вы сможете продумать параметры вашей подвески перед монитором компьютера с помощью щелчка мышки (где-то ведь нужен щелчок...), с самыми странными и оригинальными характеристиками амортизации, о которых никто не узнает и никто не сможет их у вас скопировать.

   Вы даже сможете сделать их сколько угодно, установить их на панель приборов, и с помощью одной кнопки иметь столько разных мотоциклов, сколько ваша фантазия, креативность и способности смогут придумать. Внимание: если вы так и не смогли найти нужный щелчок... перейдите в режим «автоматический тюнинг подвесок» и – никаких проблем. Если же у вас чувствительные ум и спина, электроника хотя бы на этот раз даст вам возможность отличиться: сначала на консоли, а потом и с рулем в руках! Думаете, это научная фантастика или далекое будущее? К счастью, нет: над этими новейшими системами подвесок работают (именно в Италии). Настройтесь на эту ноту. Скоро вас порадуют интересные новости.

Полная версия статьи bookland.net.ua/magazin.php

Текст: Серджо Маттео Саварези. 
Фото: Алекс .
 Дополнения по тексту: Валерий Гарбарук. 
Перевод: Виктория Крикун.
Иллюстрации: Франческа Тозелли.